控制摩擦并在许多情况下使摩擦最小化是历史上一直追求的目标。从经典的Amontons-Coulomb定律到最近的纳米级实验，发现稳态摩擦是滑动界面的固有属性，通常无法按需更改。在这项工作中，我们表明可以通过简单的机械应变来可逆地调整石墨烯片上的摩擦力。特别地，通过施加拉伸应变（最高0.60％），我们能够在悬浮的石墨烯上实现超润滑状态（摩擦系数接近0.001）。我们的原子模拟以及原子解析的摩擦图像表明，面内应变有效地调节了石墨烯的柔韧性。因此，接触界面的局部钉扎能力发生了变化，从而导致了异常的应变相关摩擦行为。这项工作表明，原子尺度结构的可变形性可以提供一个额外的通道来调节涉及结构柔性材料的接触界面的摩擦。
 
Figure 1. （A）示意图显示了不同应变悬浮石墨烯的形貌和摩擦测量结果；（B）具有不同应变的加压单层石墨烯气泡的典型3D图；（C）石墨烯气泡的中心区域，具有变化应变的悬浮石墨烯的拉曼光谱；（D）在负载的石墨烯和悬浮的石墨烯上测得的摩擦力与法向力；（E）通过线性拟合D中的平均摩擦力与法向力曲线获得的摩擦系数随石墨烯应变的变化。
 

Figure 2. （A）在1.4 nN的正常载荷和30 nm/s的滑动速度下测得具有不同应变的石墨烯的原子尺度粘滑曲线；（B）能量耗散和峰值横向力，（插图）具有不同应变的悬浮石墨烯的粘合图（比例尺，2μm。）
 

Figure 3. （A）石墨烯应变加载和摩擦力测试过程示意图；（B）石墨烯表面摩擦系数随应变的变化；（C）松弛石墨烯和探针针尖接触状态示意图；（D）拉伸状态下石墨烯和探针针尖接触状态的示意图。
 
       相关研究成果于2019年由清华大学航天航空学院李群仰教授、冯西桥教授与国家纳米中心刘璐琦研究员、张忠研究员以及西安交通大学李苏植教授合作完成，发表在Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America（www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1907947116）上。原文：Tuning friction to a superlubric state via in-plane straining。