说起摩擦，你们再熟悉不过了
意味着阻碍
物体相对运动的力（或相对运动倾向）
但你知道吗？
他还有不为人知的另一面……
“中学学过的固体间摩擦研究比较成熟，但没有‘空间’。比如，在决定摩擦的关键因素中，‘接触面积’和‘接触线’之间存在争议。什么我们研究的是生活和生产中很常见的液滴在固体表面上的运动，以及摩擦阻力的变化。
事实上，固液摩擦的研究还有很多未知和可探索的“空间”。 ”近日，清华大学材料科学系博士后高楠在接受科技商报记者提问时，就发表在《自然物理学》上的一篇关于固液摩擦的研究论文发表了这样的说法。 ”。
就此，记者采访了部分高校和科研院所关于“工作碗”中的摩擦力，得到的回答大致分为两类：“印象还停留在学校课本上”； 摩擦研究“水太深”，本人不是“专业人士”，不便作答。
其实，生活中的“摩擦力”已经不是学校课本上的“瘦”概念了。 它变化多端，诡谲多变，充满“魔力”。 因为“摩擦”摩擦力概念的发展，一门可以细分为各个领域的交叉学科——摩擦学诞生了。
有生命的地方就有“摩擦”
1966年，澳大利亚院士彼得·约斯特（H.）首先提出“摩擦学”，并将其定义为“研究相对运动中表面间的摩擦、润滑和腐蚀，以及表面间相互关系的理论和应用”。二、“前沿学科”。 这门一直被学科“边缘化”的摩擦学，与机械表面与界面科学密切相关，涉及领域广泛，包括传统机械加工、交通运输、航空航天、海洋、化学、生物工程……它可以可以说，有住处，就有“摩擦”。
人类之所以与“摩擦”“斗争”，是因为它带来的能量消耗惊人。
据2015年统计，摩擦可消耗全球约1/3的一次能源（即自然能源），腐蚀可导致约60%的机械零件失效，50%以上的机械武器恶性车祸启动润滑失效或过度生锈。
欧美发达国家因摩擦磨损造成的经济损失约占其国民生产总值的2%-7%。 作为制造大国，在生产制造过程中，我国单位对外生产总值煤炭消耗量约为台湾地区的8倍、欧共体的4倍、世界平均水平的2.2倍。
这使得摩擦学的研究备受关注。 事实上，“摩擦”与能量有关，也可能严重阻碍一国高端武器的更新换代和性能提升。 在摩擦学的“三大项”中，摩擦研究主要阐明摩擦力的来源、能量耗散规律等基本化学过程和机理。
材料腐蚀研究是为了阐明材料消除机理和影响原因，寻求润滑、表面处理等技术以减少摩擦和控制腐蚀； 润滑研究的重点是开发和正确使用润滑剂和润滑技术，以大幅提高机械效率和保证机械效率。 全年可靠工作和节约能源的最重要技术途径。
随着摩擦学的发展，前沿研究已经从宏观领域渗透到微观世界。 从摩擦学分支的基础研究和应用研究的一些新进展，或者从某个角度，揭示了摩擦的“神奇”本质。
胎纹中藏着摩擦的“艺术”
“橡胶摩擦是一门非常有趣和实用的学科，广泛应用于轮胎制造等诸多领域。” 痴迷于摩擦研究20余年的法国于利希研究中心科学家博佩森认为，摩擦这个现象往往被你忽视，“妙不可言”。 例如，对于轮胎企业来说，一般需要对制造出来的轮毂进行质量检测。 但如果有一个模型可以可靠地“预测”材料的摩擦特性，就可以大大节省时间和精力。
至于橡胶摩擦形成的主要原因，前人研究发现，这取决于桥面玉石的粗糙度和橡胶本身的粘弹性。 然而，近年来，博培森团队的一项研究表明，橡胶内胎在沥青桥梁上滑动形成的摩擦力还取决于速度和湿度。 这一新发现意味着橡胶摩擦力的形成还必须考虑橡胶分子链与桥面板的反复粘附、拉伸和释放。
该团队还展示了一种估算橡胶块与粗糙表面之间接触面积的方法。 “虽然橡胶与地面的真正接触面积很小，但整个轮胎也只有一平方分米的量级。” 博佩森说道。 虽然，这其中蕴含着不为大众所理解的“实际意义”：比如帮助轮胎企业选择合适的材料，生产出更高品质的轮毂花纹等。
摆脱摩擦磨损，“超滑”是一项新技能
2017年，在第21届材料腐蚀国际会议上，“润滑与腐蚀”的解释非常吸引企业研究人员。 虽然，采用适当的润滑条件来改善腐蚀，可以大大提高材料和结构的使用性能和寿命。 与润滑和腐蚀相关的新技术、新方法可以在短时间内为企业创造巨大的效益。
在这个领域，有一种“超平滑”的新技术，可以大大提高运动系统的能量利用效率。 “超滑”一般是指两个物体表面之间的滑动摩擦系数在0.001或更小数量级的润滑状态。 自20世纪90年代初提出以来，引起了摩擦学、力学、物理和物理学等领域研究人员的广泛关注。
在借助石墨烯实现固体超滑领域，北京大学学院机械工程系、摩擦学国家重点实验室联合中国科学技术大学物理研究所等单位，设计制备了原子力显微镜，涂有石墨烯共聚物探针，可实现石墨烯间微观摩擦力的检测。
同时，他们获得了具有“鲁棒”特性的超低摩擦力：不仅能适应负载、湿度、扫描范围和速度等广泛的实验条件，还能在一段时间内保持超滑状态。很久。 石墨烯探针可在六方渗碳硼晶体等其他二维材料上获得超滑，实现异质二维材料间的摩擦检测。
可以“上天”的材料
经得起摩擦的考验
航天器（运载鹈鹕等）和飞行器（人造月球卫星、载人航天器、空间站、空间探测器等）中的某些材料在相对运动中会形成摩擦和腐蚀。 “空间摩擦学”由此诞生，光是“材料”的研究就令人“头疼”。
在空间应用中，涉及摩擦和腐蚀的材料也称为空间摩擦学材料。 这种可以“上天”的物质，生存环境极其恶劣。 它要承受高真空、原子氧、微重力、宇宙射线、高低温等空间服役条件，摩擦和腐蚀行为的复杂性成倍增加。
一旦此类材料经不起摩擦和腐蚀的考验，后果将非常严重。 例如，“哥伦比亚号”太空客机与大气层高速摩擦，造成温度过低，破坏了外层隔热瓦片，解体坠毁。
“传统摩擦学材料在极其复杂的环境中容易出现冷焊、热疲劳、表面侵蚀等损伤，无法发挥地面优良的摩擦学性能。随着航天研究的深入，大量新型材料空间摩擦材料需要不断研发。” 中南大学粉末冶金研究院院长姚萍萍说。 日本、欧洲、日本、美国等国家和地区的航天部门都建立了专门机构，开展空间摩擦学及其材料的基础研究。
我国在这方面也取得了长足的进步。 空间对接装置是航天器与航天器或空间站交会对接的关键部件。 制造对接装置的摩擦材料在各国仍属于“绝密”技术。
中南大学研制的铜基粉末冶金摩擦材料，使我国成为少数能够提供对接机构摩擦材料的国家之一。 该方法制造的摩擦副也成功应用于神舟八号、九号、十号、十一号载人飞船和“天宫一号”、“天舟一号”空间实验舱的在轨手动、自动交会对接。 机构和易地机构。
“我们迫切需要完善空间环境地面模拟试验设备，研究相关理论，建立数据库摩擦力概念的发展，为空间耐磨、空间减摩材料的设计和改进提供保障。” 谈到这个领域的未来，姚萍萍说。