Nano Lett. | 扭转石墨烯摩擦随转角非单调变化的奥秘

背景：石墨烯因其卓越性能备受关注，而当两层石墨烯以微小角度扭转时，会形成纳米级周期的莫尔超晶格，这一结构与摩擦行为的关联此前缺乏系统研究。研究目的：该研究旨在通过实验与模拟，探究扭转双层石墨烯表面摩擦力随扭转角度的变化规律及背后的物理机制。结论：研究发现，摩擦力随扭转角呈现非单调变化，侧向力波动幅度在约3.0°时最大，而平均摩擦力在约1.2°时达到峰值。分子动力学模拟揭示，这一现象由界面局部刚度与原子重构的竞争决定：大角度时高刚度区主导，摩擦小；临界角度1.2°时出现大面积柔软区，导致明显能量耗散；极小角度0.3°时原子重构抑制了弹簧效应，摩擦力反而下降。该机制为可编程摩擦和纳米器件设计提供了新思路。