【复材资讯】研究透视：Science | 新摩擦定律-超界面

包括触摸屏和机械手在内的许多设备，都涉及摩擦接触。优化这些设备，需要精细调控界面的摩擦定律。不过，依然缺少系统的方法，创建摩擦行为满足预设规范的干接触界面。

今日，法国 里昂大学（Université de Lyon）Antoine Aymard，Julien Scheibert等，在Science上发文，提出了一种通用的表面设计策略，制备干燥粗糙的界面，该界面在法向力和摩擦力之间具有预定义的关系。

通过将简化的表面形貌视为球形微凸体的集合，这种超界面metainterfaces绕过了摩擦学中常见的多尺度挑战。优化单个微凸体的高度，使得特定的摩擦定律成为目标。

通过各种厘米尺度的弹性体-玻璃界面，说明了三种类型的可实现的摩擦定律，包括具有特定摩擦系数的线性定律和不寻常的非线性定律。这种设计策略代表了一种独立于尺寸和材料、无化学物质的节能和适应性智能界面的途径。

Designing metainterfaces with specified friction laws.

设计具有特定摩擦定律的超界面。

图1设计策略流程图。

图2:单个微触点的摩擦学校准。

图3. 设计达到三个预设摩擦操作点的界面。

图4. 指定恒定材料对的摩擦系数。

图5: 由两个特定线性分支构成的摩擦定律。

摩擦是普遍存在的，但令人惊讶的是，在许多应用中，除了试错法之外，很难确定摩擦。该项研究，开发了一种提前设计摩擦关系的通用策略，这需要了解称为微凸体asperities的单个凸点的行为，然后对这些凸点组如何影响摩擦进行建模。还提供了几个调整模型系统中摩擦响应的例子。该项策略，可广泛适用于不同的材料组合和尺寸。

文献链接

Antoine Aymard et al. , Designing metainterfaces with specified friction laws. Science 383, 200-204 (2024).

DOI:10.1126/science.adk4234

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk4234

本文译自Science。

来源：今日新材料

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