7月6日，中国科学院兰州化学物理研究所纳米润滑课题组传来佳音，他们在量子摩擦研究领域取得重大突破，首次在实验中观察到固 - 固界面量子摩擦现象，并揭示了拓扑应变诱导的量子态调控摩擦机制，相关成果荣登《自然·通讯》。此研究不仅为量子摩擦领域提供了关键实验证据，还对低能耗纳米器件发展等具有重要指导意义。
量子摩擦研究的重要进展
7月6日，记者从中国科学院兰州化学物理研究所获悉，该所纳米润滑课题组在量子摩擦研究方面成绩斐然。研究团队借助原子力显微镜纳米针尖操纵技术，构建了具备可控曲率与层数的折叠石墨烯边缘拓扑结构，并针对此结构在纳米尺度下展开系统的摩擦测量工作。
违背经典摩擦定律的发现
研究过程中，团队有了惊人发现：折叠石墨烯边缘摩擦力随层数呈现出明显的非线性变化，这一现象直接违背了经典摩擦定律在固 - 固界面下的适用性，为后续深入探究打开了新的大门。
量子态调控摩擦机制的揭示
通过扫描隧道显微镜和超快光谱技术的实验观测与理论分析，团队发现石墨烯中的非均匀应变可通过调制电子跃迁参数引入等效规范场，进而产生高达数十特斯拉的赝磁场。从数学本质来讲，这是应变对系统哈密顿量的Peierls变换，最终导致拓扑非平庸的能带重构，并且在扫描隧道显微镜中观测到了量子化分立的赝朗道能级。这种电子结构变化显著抑制了电子 - 声子耦合，使得电子耗散从连续态跃迁转变为赝朗道能级间的量子化跃迁，热电子冷却时间从暴露边缘的0.32皮秒延长至折叠边缘的0.49皮秒，有效降低了能量耗散，从而显著降低了摩擦。
研究成果的重要意义
此项研究意义非凡，不仅提供了固 - 固界面量子摩擦的首个实验证据，还搭建了基于拓扑结构调控耗散模式的研究框架，成功验证了量子态调控界面电子耗散过程的可行性。这对于发展低能耗纳米器件，以及拓扑量子材料中的摩擦调控都具有重要的指导意义。
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