前不久，《Nature》發(fā)布的《Sliding and healing of frictional interfaces that appear stationary》引發(fā)熱議，該研究成果提出了一個新概念——“界面隱形滑動”，為我們揭開了“靜止”摩擦界面背后的神秘面紗，在微觀尺度下，萬物皆在運(yùn)動。那么，研究摩擦學(xué)到底能帶來什么價值？今天，小優(yōu)博士與大家一起探討。

何為摩擦學(xué)?

摩擦學(xué)是研究表面摩擦行為的學(xué)科，即研究相對運(yùn)動或有相對運(yùn)動趨勢的相互作用表面間的摩擦、潤滑和磨損，及其三者間相互關(guān)系的基礎(chǔ)理論和技術(shù)。其研究成果對工業(yè)技術(shù)革新、能源效率提升、材料壽命延長等具有深遠(yuǎn)影響。

摩擦學(xué)是一門邊緣學(xué)科（指與兩種或兩種以上不同領(lǐng)域的知識體系有密切聯(lián)系，并借助它們的成果而發(fā)展起來的綜合性學(xué)科門類），學(xué)科分布以機(jī)械工程為核心，延伸至化學(xué)、材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程與仿生學(xué)、能源與動力工程等交叉領(lǐng)域。因涉獵學(xué)科廣泛，研究摩擦磨損對于各行各業(yè)至關(guān)重要。摩擦學(xué)對各領(lǐng)域的影響

在制造業(yè)中，研究摩擦學(xué)可以降低損耗，延長設(shè)備壽命。摩擦導(dǎo)致機(jī)械部件磨損，占設(shè)備失效原因的70%以上。優(yōu)化摩擦可減少停機(jī)維護(hù)成本，提升生產(chǎn)效率。例如：汽車發(fā)動機(jī)會通過表面涂層的技術(shù)，來降低活塞環(huán)與缸體的摩擦，以此減少油耗；同時還能通過研究不同材料的耐磨性，從選材方面優(yōu)化摩擦。

在航天航空領(lǐng)域，研究摩擦學(xué)可以突破極端環(huán)境下的技術(shù)瓶頸，高速、高溫、高載荷工況對材料摩擦性能提出嚴(yán)苛要求，因此科研人員會研究熱障涂層使磨損率降低、研究超滑材料以保障極端條件下的器件性能等等。

在生物醫(yī)療領(lǐng)域，研究摩擦學(xué)可以提升植入體的安全性與舒適性。例如人工關(guān)節(jié)磨損產(chǎn)生的磨屑可能會引發(fā)炎癥，縮短植入體的壽命，因此可以研究不同材料的耐磨性，以優(yōu)化植入體壽命。

在微電子與精密制造領(lǐng)域，MEMS器件、芯片封裝等微納摩擦問題直接影響產(chǎn)品可靠性。例如硬盤磁頭表面的類金剛石保護(hù)層（厚度<2nm）可以將讀寫頭磨損壽命提升至10萬小時以上。該領(lǐng)域的研究一般要求納米級精度測量表面形貌，助力工藝優(yōu)化。

快速形貌測量，推動學(xué)科發(fā)展

優(yōu)可測白光干涉儀AM系列，搭載高速、大量程的納米壓電陶瓷，搭配230萬像素/500萬像素科研級相機(jī)，實(shí)現(xiàn)亞納米級精度測量摩擦磨損形貌，已幫助各行各業(yè)以及高校研究所取得突破性的科研成果。

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