从接口位移的移动性来量化双层石墨烯的超性
Md Tusher Ahmed1, Moon-Ki Choi2, Harley T Johnson1,3
1Department of Mechanical Science and Engineering, University of Illinois Urbana-Champaign, Urbana, Illinois 61801, United States.
ACS applied materials & interfaces
|May 9, 2025
概括
我们开发了多尺度模型来预测扭曲的2D材料中的摩擦. 我们的模型将原子尺度的脱位行为与宏观摩擦联系起来,使得在工程异构结构中高效地探索超性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 范德瓦尔斯 (vdW) 异构结构在特定的扭曲或应变下表现出结构上的超性,显示出微/纳米电子机械设备的前景.
- 在复杂的变形空间中量化超度在实验和计算上具有挑战性.
- 接口脱位在异形系统的摩擦行为中起着至关重要的作用.
研究的目的:
- 开发用于预测任意异形双层石墨烯 (BG) 界面摩擦阻力系数的多尺度模型.
- 为了建立接口失位的动力性质和宏观摩擦阻力系数之间的联系.
- 为了实现超度应用的压力工程vdW异构结构的高通量调查.
主要方法:
- 开发一个原子学知情的动态Frenkel-Kontorova (DFK) 模型.
- 开发一个离散位移 (DD) 模型用于分析摩擦系数推导.
- 使用分子动力学模拟在异形BG中摩擦的验证.
主要成果:
- DFK模型成功地预测了通过使用单一配备的位移阻力系数在各种异构形状上的接口摩擦.
- 接口失位的动力性质得到证实,以确定摩擦阻力系数.
- DD模型提供了一种分析可处理和计算高效的方法,尽管需要明确包含失位节拖动.
结论:
- 开发的DFK和DD模型有效地将微尺度的位移动力学与宏观的界面摩擦联系起来.
- 这些模型能够高效,高通量选工程 vdW 异构结构的超性.
- 这些发现有助于设计用于MEMS和NEMS中低摩擦应用的先进材料.
