Nanoscale Liquid Crystal Lubrication Controlled by Surface Structure and Film Composition
由于液晶具有长程有序的倾向，它们已成为下一代润滑剂的潜在候选者。在这里，我们构建了一个全原子模型的4-氰基-4-己基联苯（6 CB）双液晶润滑剂与己烷混合，并限制在云母表面。我们探讨了云母的表面结构，以及润滑剂的成分和厚度，在系统中的纳米级摩擦的效果。我们的结果表明，云母表面的结构，特别是钾（$\mathrm{K}^+$）离子的位置，在确定单层润滑剂的滑动摩擦性质（包括是否存在粘滑动力学）方面发挥着关键作用。随着限制表面的相称设置，当周期性$\mathrm{K}^+$离子之间产生的凹槽平行于滑动方向时，我们观察到与垂直情况相比更低的摩擦力。相对于前两种情况，离子的随机位置表现出更小的摩擦力。对于较厚的润滑层，表面结构变得不那么重要，并且我们观察到与6CB和添加剂己烷的体积粘度的实验数据非常一致。在较厚的润滑层的情况下，仍然可以通过调节混合物中6CB和己烷的相对浓度来控制摩擦。
2018-12-23 cond-mat.soft
Microdroplet self-propulsion during dropwise condensation on lubricant-infused surfaces
水蒸气冷凝在自然界中很常见，广泛用于工业应用，包括水收集，发电和脱盐。与传统的膜状冷凝相比，在润滑剂注入表面（LIS）上的滴状冷凝可以导致传热速率的数量级增加。小液滴（直径小于100 $μ$ m）占总传热量的近85%，液滴清扫在清除成核部位方面起着至关重要的作用，从而允许频繁的再成核。在这里，我们专注于动态的相互作用的微滴与薄的润滑油膜在LIS上的水蒸气冷凝。耦合高速成像，光学显微镜和干涉，我们表明，最初均匀的润滑油膜重新分配冷凝过程中。受润滑剂高度梯度的控制，直径小至2 $μ$ m的微滴经历严格且与重力无关的自推进，以高达1100 $μ$ m/s的速度行进其直径倍数的距离。虽然宏观上的运动似乎是随机的，我们表明，在微观水平上，由于不对称的润滑剂的毛细管吸引力，导致这种重力独立的液滴运动。基于横向力平衡分析，我们定量地发现，在运动过程中的滑动速度最初增加，但在较短的液滴间距急剧下降。最大滑动速度与油的粘度成反比，并强烈依赖于液滴的尺寸，这是在很好的协议与实验观察。这种新颖的和非传统的液滴运动预计将显着提高逐滴冷凝过程中的清扫效率，导致更高的成核和传热速率。
2019-10-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Effect of Lubricants on the Rotational Transmission between Solid-State Gears
润滑剂广泛应用于宏观机械系统中以减少摩擦和磨损。然而，在微观尺度上，润滑剂在多大程度上是有益的尚不清楚。因此，在这项研究中，我们考虑两个金刚石固态齿轮在纳米级浸在不同的润滑剂分子，并进行经典的MD模拟，以调查运动的旋转传输。我们发现，润滑剂可以帮助同步齿轮之间的旋转传输的分子种类和质量中心的距离无关。此外，驱动齿轮的角速度的影响进行了研究，并显示出与齿轮之间的键合形成过程。
2021-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Molecular dynamics investigation of a model ionic liquid lubricant for automotive applications
在目前的工作中，我们提出了一种新的建模方法来模拟细观现象的润滑活塞环气缸套接触。我们的几何形状允许可变的限制间隙和间隙中的不同量的润滑剂，同时避免润滑剂挤出到真空中。我们已经实现了粗粒分子动力学描述的离子液体作为润滑剂，可以扩展到横向水库。结果表明，两种制度的润滑，弹性流体动力学的一个在低负荷和一个低，速度无关的比摩擦，在高负荷下。在小的板-板距离处观察到的法向力的急剧上升是一种有趣的行为，可以潜在地用于防止固体-固体接触和磨损。
2016-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
On the origin of sliding friction: Role of lattice trapping
利用分子动力学，我们研究了当弹性板（块）在具有${\rm sin} (q_0 x)$表面高度轮廓的刚性基底上滑动时，摩擦力对滑动速度的依赖性。摩擦力几乎是速度无关的，由于声子发射在关闭和开放的裂纹尖端，在那里快速的原子管理单元在滑动过程中发生的事件。快速事件的结果从晶格捕获和密切相关的速度间隙和滞后效应中观察到的裂纹在固体中的扩展模型研究。这表明摩擦力主要由接触区域边缘处发生的过程控制，这通过计算证实，该计算表明摩擦力与法向力无关。当滑动速度接近固体横向声速时，摩擦力急剧增加，正如裂纹理论所预期的那样。
2020-02-20 cond-mat.soft
Sliding friction between an elastomer network and a grafted polymer layer: the role of cooperative effects
研究了低滑动速度下聚合物链末端接枝的平面固体表面与交联弹性体之间的摩擦。接枝链在滑动弹性体中的渗透作用早期被认为是一种与速度弱相关的拔出力。最近的实验表明，在高接枝密度下接枝链之间的相互作用通过接枝链改变摩擦力。我们在这里开发了一个简单的模型，考虑到这些相互作用，并给出了一个极限接枝密度，超过该密度，摩擦不再随着接枝密度增加，与实验数据吻合良好
2004-10-14 cond-mat.soft
Sliding Friction at a Rubber/Brush Interface
本文研究了聚二甲基硅氧烷（PDMS）橡胶网络在PDMS链末端栓系的基底上低速滑动时的摩擦。因此，我们清楚地证明了渗透到网络中的链端的拔出机制对摩擦的贡献。系统地研究了摩擦应力的速度依赖性及其随接枝密度和分子量的变化规律。这使我们能够半定量地确认在网络/刷接口的滑移模型中提出的接枝链的臂收缩松弛的图片。
2003-11-28 cond-mat.soft
Sliding Friction of Hard Sliders on Rubber: Theory and Experiment
本研究通过实验与理论结合，探究刚性滑块在橡胶上的滑动摩擦，发现润滑下摩擦源于粘弹性耗散，干燥时粘附主导，并估算出与速度对数线性相关的界面剪切应力。
2025-05-25 cond-mat.soft
Molecular origin of driving-dependent friction in fluids
流体的摩擦系数在外部驱动增加时可能成为速度的函数。这种非牛顿行为具有普遍的理论意义以及很大的实际重要性，例如，用于润滑剂的设计。虽然在大规模的散装液体的原子模拟中观察到了这种效应，但其理论公式和微观起源还没有得到很好的理解。在这里，我们使用耗散校正有针对性的分子动力学，拉开两个标记的液体分子在周围的分子的存在下，并通过广义朗之万方程分析这个非平衡过程。该方法是基于二阶累积展开的Jarzynski的身份，这是有效的流体，因此允许一个精确的计算的摩擦配置文件以及底层的内存内核。我们表明，流体中的速度依赖性摩擦的结果从一个复杂的相互作用的近阶结构效应和非马尔可夫行为的摩擦记忆内核。对于复杂的流体，如模型润滑剂\alkane，记忆内核表现出拉伸指数长时间衰减，这反映了系统的时间尺度的众多。
2022-04-07 cond-mat.soft
State, rate and temperature-dependent sliding friction of elastomers
本文对低速（<= 200 μ m·s^{-1}）下粗糙弹性体与粗糙硬玻璃之间多接触界面的非稳态摩擦特性进行了实验研究。这些系统，其中的变形对摩擦的贡献是可以忽略不计的，表现出一种现象，这是类似于观察到的非弹性体材料在相同的多接触配置，并定量描述的状态和速率相关的摩擦定律。这允许明确确定的两个贡献的粘附摩擦混合在稳定的滑动：界面剪切应力，出现热激活的形成和断裂的分子键，和真正的接触面积的演变通过粘弹性蠕变的承载凸体。
2000-05-31 cond-mat.soft
Velocity dependence of friction of confined polymers
我们提出了分子动力学摩擦计算的分子长度为20至1400个碳原子的受限烃固体。考虑两种情况：（a）聚合物对硬基板滑动，和（b）聚合物上的聚合物滑动。我们讨论了这两种情况下的摩擦剪应力的速度依赖性。在我们的模拟中，聚合物薄膜非常薄（约为100微米）。3nm），并且固体壁在离聚合物板短距离处连接到恒温器。在这些情况下，我们发现摩擦热效应并不重要，并且聚合物膜中的有效温度总是接近恒温器温度。在第一种设置（a）中，对于分子长度为60至1400个碳原子的烃，剪切应力几乎与分子长度无关，但对于最短的烃C20H42，摩擦剪切应力较低。在所有情况下，摩擦剪应力随滑动速度单调增加。对于聚合物在聚合物上滑动[情况（b）]，摩擦大得多，并且速度依赖性更复杂。对于分子长度为60至140个碳原子的烃，润滑剂单层的数量随着滑动速度的增加（从6层到7层）而（突然）增加，导致摩擦力的降低。分层过渡前后，摩擦剪应力与滑动速度的对数近似成正比。对于最长的碳氢化合物（1400个碳原子）的摩擦没有表现出依赖于滑动速度，和最短的碳氢化合物（20个碳原子）的摩擦剪切应力增加与滑动速度几乎线性。
2009-11-18 cond-mat.soft
Memory effects in friction: the role of sliding heterogeneities
我们报告的记忆效应涉及硅橡胶和球形玻璃探针之间的接触界面的瞬态摩擦响应时，它是由驱动运动的方向或速度步骤的变化扰动。从测量的界面处的位移场，我们表明，所观察到的记忆效应可以占的非均匀分布的接触界面内的滑动速度。由于这些记忆效应，摩擦力可能不再相对于滑动轨迹对准。此外，粘滑运动与一个纯粹的几何起源也得到了证明。这些意见充分占摩擦模型，考虑到接触区域内的非均匀位移。当摩擦应力的速度依赖性被纳入该模型中时，由速度阶跃引起的瞬态状态也被充分描述。模型和实验之间的良好协议概述了空间非均匀性的记忆效应中涉及的软物质摩擦的作用。
2021-11-26 cond-mat.soft
Granular packings with sliding, rolling and twisting friction
直觉告诉我们，由于摩擦和其他耗散相互作用的存在，滚动或旋转的球体最终会停止。阻止球体的滚动和旋转/扭转扭矩的阻力也通过增加对运动自由度的约束的数量来改变摩擦球体的颗粒堆积的微观结构。我们进行离散元建模模拟，以构建球体填料实施一系列的摩擦约束下的压力控制协议。当颗粒经历高的滑动、滚动和扭转阻力时，可分别在低至0.53和2.5的体积分数和平均配位数下实现机械稳定的填料。只有当颗粒模型包括滚动和扭转摩擦时，才能重现实验体积分数。
2020-07-21 cond-mat.soft
Rigidity sensing by stochastic sliding friction
计算了随机连接体与运动细丝相互作用时所产生的滑动摩擦力。的弹性性能的链接锚定的基板上示出强烈影响的摩擦力。在某些情况下，对于有限的基底刚度，力是最大的。集体效应引起动态不稳定性，导致粘滑行为，这是基板敏感。这些结果的相关性的肌动蛋白逆行流动的爬行细胞的动力进行了讨论。
2013-10-30 cond-mat.soft q-bio.CB
Tuning of friction noise by accessing the rolling-sliding option
机械系统中的可变动力传输通常通过装置来实现，例如，离合器和制动器，使用干摩擦。在这些系统中，动力传递的可变性是通过接合和脱离摩擦片来实现的。虽然常用，但这种使耦合产生噪声的方法并不像它们的电气模拟那样通用。另一种方法是间歇地改变摩擦力。在本文中，我们展示了一种自组织的方法来调整噪声之间的摩擦耦合的两个表面之间的相对运动与对方。这是通过利用由放置在表面之间的圆形凹槽中的球的摩擦相互作用引起的复杂性来实现的。耦合中松弛的程度与滚珠在其滚动和滑动状态之间进行转换的速率有关。如果运动表面是软的，静态表面是硬的，我们表明，随着填充分数的增加的球的滚动和滑动之间的过渡对静态表面让位于滚动和滑动之间的过渡对运动表面。因此，耦合中的噪声对于小填充分数和大填充分数都很大，中间有一个凹陷。相反，如果运动板是硬的，则与静态表面的滑动被抑制，并且耦合中的噪声随着球的填充率而单调减小。
2020-02-11 cond-mat.soft
Friction through molecular adsorption at the sliding interface of hydrogels: Theory and experiments
本文结合专用旋转实验与分子吸附模型，研究聚二甲基丙烯酰胺水凝胶与改性二氧化硅界面的对数速度依赖摩擦，并提取粘附能与吸附特征时间。
2024-07-10 cond-mat.soft
Efficient sliding locomotion with isotropic friction
蛇的身体覆盖着鳞片，这使得它更容易向某些方向滑动。这种摩擦力的各向异性使得蛇能够以起伏的步态滑动，这是蛇最常见的步态之一。各向同性摩擦是一种更简单的情况（例如，蛇机器人），但不太了解。在这项工作中，我们规范的滑动运动模型，允许静摩擦。然后，我们提出了一个强大的迭代数值方法来研究各向同性库仑摩擦下的各种运动的效率。我们发现，简单的波动运动给小净运动的各向同性制度。我们计算一般的三连杆机构的时间谐波运动，并找到三个局部最优的效率。前两个在一定程度上涉及到静摩擦。然后，我们提出了一类光滑的身体运动，具有相似性的手风琴运动（包括参与的静摩擦），可以实现最佳的效率，各向同性和各向异性的摩擦。
2019-02-08 cond-mat.soft physics.bio-ph
Active contacts create controllable friction
本研究针对多主动接触点的干滑动摩擦系统，通过控制各接触点速度实现可控的力-速度曲线，得到可调的有效黏度与摩擦系数，甚至近无摩擦滑动，为运动研究与工程表面设计提供新思路。
2025-01-16 cond-mat.soft physics.bio-ph
General contact mechanics theory for randomly rough surfaces with application to rubber friction
我们推广的接触力学和橡胶摩擦理论的情况下，两个表面都有表面粗糙度。固体可以是刚性的、弹性的或粘弹性的，并且可以是均匀的或分层的。我们计算的接触面积，粘弹性贡献的摩擦力，和平均界面分离的滑动速度和名义接触压力的函数。我们说明了理论与数值结果的橡胶块在路面上滑动。我们发现，随着滑动速度的增加，橡胶块上的粗糙度的影响减少，并在轮胎动力学涉及的典型滑动速度，它可以忽略不计。
2015-06-23 cond-mat.soft
Markov State Modeling of Sliding Friction
马尔可夫态模型是近年来出现的一种分析热平衡分子模拟中稀有事件和寻找亚稳态的关键技术。在这里，我们出口这种技术的研究摩擦，强烈的非平衡事件引起的外力。该方法是基准上研究的Frenkel-Kontorova模型，在那里我们证明了无偏见的识别的最小基础微观状态所需的描述滑动，粘滑和耗散。突出了应用到现实的摩擦系统所需的步骤。
2016-05-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Friction of a slider on a granular layer: Non-monotonic thickness dependence and effect of boundary conditions
我们调查的有效摩擦所遇到的质量滑动颗粒层作为床层厚度和边界粗糙度条件的函数。所观察到的摩擦具有最小值的一个小的层数之前，它的增加和饱和到一个值，这取决于滑动表面的粗糙度。我们使用的指数匹配的间隙液体探测的内部运动的颗粒与荧光成像的制度，液体上测得的摩擦没有显着的影响。作为深度的函数得到的剪切剖面示出减少在滑动表面附近的滑移作为层厚度的增加。我们建议，摩擦取决于相对于滑动面的晶粒约束的程度。
2005-12-22 cond-mat.soft
Cracklike Dynamics at the Onset of Frictional Sliding
我们提出了一个弹塑性摩擦模型，其中包括界面刚度。稳态滑动摩擦的特点是一个通用的非单调行为，包括速度减弱和加强分支。在1D和侧向加载的应用程序后，我们证明了存在的瞬态裂纹状战线的速度是独立的声速，我们建议是类似于最近发现的缓慢的界面破裂战线。最重要的是，这些瞬态非均匀加载的前端的属性是由稳态前的解决方案在{ \em最小}的滑动摩擦法律，这意味着存在一个新的速度尺度和“禁断间隙”的破裂速度。我们强调界面刚度所发挥的作用，并补充我们的分析与二维缩放参数。
2011-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Modelling viscoelastic adhesion and friction in sliding contact mechanics
本研究通过新能量方法探讨稳态滑动中粘弹性材料的粗糙粘附接触，揭示小/大尺度粘弹性对粘附强度、摩擦及能量释放率的影响，并获实验支持。
2024-11-12 cond-mat.soft
The frictional force on sliding drops
固体表面之间的相对运动的动摩擦力不同于启动运动所需的静态力，但通常认为这种区别不会发生在固体上移动的液滴上。最近的实验[Gao等人，Nature Phys. { \bf 114}，191（2018）]对这一观点提出了质疑，并声称观察到滑动液滴的固体对固体摩擦的模拟。我们使用分子动力学模拟来研究在几种情况下，移动的液体施加在固体上的力。与实验室实验所需的间接技术相反，在这些计算中，摩擦力是直接可获得的。我们发现，除了可能的惯性效应，由于突然启动的运动和老化的影响无约束滴，摩擦力是恒定的时间。
2018-09-14 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A study of sliding motion of a solid body on a rough surface with asymmetric friction
最近的研究显示出对具有不对称摩擦力的材料的兴趣。本文研究了具有圆形接触面的固体的终端运动。我们假设摩擦力是不对称的正交各向异性的。两种情况下的压力分布进行了分析：赫兹和Boussinesq定律。摩擦力和力矩方程制定和解决这些情况下。数值结果表明，摩擦力的不对称性对运动有显著影响.我们的研究结果可用于更准确地预测由新材料制成的具有不对称表面纹理的物体的接触行为。
2017-06-14 cond-mat.soft physics.class-ph
Molecular simulations of sliding on SDS surfactant films
本研究通过分子动力学模拟揭示了物理吸附在金上的SDS单层和半圆柱聚集体的两种摩擦状态及其转变机制，发现高载荷下摩擦力随密度单调增加符合犁沟模型，低载荷下摩擦系数最小值源于粘附、排斥与犁沟效应的竞争。
2023-04-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Role of Wettability, Adhesion, and Instabilities in Transitions During Lubricated Sliding Friction
本研究通过实验揭示软材料润滑摩擦中，润湿性主导混合至边界润滑转变，而载荷引发的弹性不稳定性主导弹流至混合润滑转变。
2024-12-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Static and dynamic friction in sliding colloidal monolayers
在一个先驱实验中，Bohlein等人实现了二维胶体晶体在激光产生的周期或准周期势上的受控滑动。在这里，我们提出了现实的模拟和参数，除了再现主要的实验观察到的功能，给出了第一个理论论证的潜在影响的胶体滑动纳米摩擦学。对比了硬无公度晶体中孤子和反孤子的自由运动与两个晶格公度和钉扎时在大静摩擦阈值Fs下孤子-反孤子对的成核。直接从颗粒速度中提取的摩擦功可以作为经典摩擦学参数的函数进行分析，这些参数包括速度、间隔和周期性势的振幅（分别表示滑动界面的失配和“载荷”）。这些和其他功能提示进一步的实验和见解促进胶体滑动到一个新的摩擦研究仪器。
2012-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.class-ph
Friction of poroelastic contacts with thin hydrogel films
我们报告薄的聚（二甲基丙烯酰胺）（PDMA）水凝胶薄膜接枝在玻璃基板上的滑动接触与玻璃球探针的摩擦行为。摩擦实验进行了各种速度和施加法向载荷与接触完全浸入水中。除了摩擦力的测量，一种新的光学装置的设计，以图像的形状下的接触稳态滑动。摩擦力$F_t$和接触形状的速度依赖性被发现由Péclet数Pe控制，Péclet数Pe被定义为将水排出接触区域所需的时间$τ$与接触时间$a/v$的比率，其中$v$是滑动速度，$a$是接触半径。当Pe<1时，静态法向压入下的平衡圆接触在滑动过程中保持不变。相反，当Pe>1时，当滑动速度增加时，观察到接触面积减小以及接触不对称性的发展。在Pe~ $\approx$ ~1处也观察到$F_t$的最大值。这些实验观察进行了讨论的光的多孔弹性接触模型的基础上的薄膜近似。该模型表明，当Pe>1时，所观察到的接触几何形状的变化是由于孔隙压力不平衡的发展。在假设大部分摩擦能量由滑动接触前缘和后缘的多孔弹性流动耗散的情况下，还提供了摩擦力及其对法向载荷和速度的依赖性的数量级估计。
2018-07-19 cond-mat.soft
Sliding friction in the hydrodynamic lubrication regime for a power-law fluid
本文通过标度分析研究幂律流体在流体动力润滑状态下的滑动摩擦，论证当幂律指数 n<1/2 时剪切稀化区域力学不稳定，导致 Stribeck 曲线不连续并可能出现迟滞，同时讨论了法向应力、流动瞬态和拉伸黏度的影响及其在剪切增稠中的应用。
2023-07-09 cond-mat.soft
Water Entry Dynamics of Superhydrophobic and Lubricant-Impregnated Surfaces: A Theoretical and Experimental Perspective
本文通过实验和理论方法研究超疏水与润滑剂浸渍铝球撞击液面的动力学，分析射流、空腔及减阻效应，为流体润滑和表面工程提供见解。
2025-08-04 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Cold self-lubrication of sliding ice
本研究通过冰界面分子模拟提出，冰表面的自润滑主要来自冷态位移驱动的非晶化，而非热力学熔化，并阐明低摩擦还需疏水界面或过量水条件。
2025-06-12 cond-mat.soft
Theory of the Observed Ultra-Low Friction between Sliding Polyelectrolyte Brushes
使用基于Miklavic Marcelja的平均场论的修改版本的方法表明，由于与两个聚合物刷涂覆的表面相关的抗衡离子而产生的渗透压应该可以支持合理的负载（即，约$10^6 Pa$），刷保持足够远的距离，以防止属于两个刷的聚合物缠结，从而避免被认为是静摩擦和干摩擦的主要机制。
2008-05-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Role of Single Chemical Heterogeneities in Generating Anisotropic Tactile Sensitivity and Soft Sliding Friction Phenomena
University of Delaware（特拉华大学）
通过实验表征软弹性探针在单一化学异质性上的滑动摩擦，发现化学异质性可产生方向依赖的摩擦现象，并影响人类触觉辨别精度。
2026-06-29 cond-mat.soft physics.app-ph
Lubricated friction of textured soft substrates
从第一性原理理解湿的、图案化的表面的滑动摩擦是具有挑战性的。虽然新兴的应用程序已经寻求从生物学的设计原则，一个通用的框架是缺乏的，因为软界面经历固体变形和流体耗散之间的多物理耦合。我们研究了超过50种图案化滑动对的弹性流体动力学滑动，所述图案化滑动对包括弹性体、热固性材料和水凝胶，并且发现纹理化诱导宏观摩擦系数的临界转变。该临界摩擦力普遍地缩放，而没有任何拟合参数，具有减小的弹性模量和图案几何形状。为了捕获摩擦耗散，我们将流动曲线分成两个区域，并考虑流体对图案施加的剪切力和法向力的贡献。我们的模型结合了雷诺方程和弹性形变，提供物理的见解，允许工程的弹性流体动力学摩擦在一类软摩擦对使用图案的几何形状，材料弹性，和流体特性。
2019-09-13 cond-mat.soft
Stress Field at a Sliding Frictional Contact: Experiments and Calculations
利用MEMS传感器测量了弹性体薄膜与光滑玻璃圆柱体接触时基底的法向和切向应力场。这种几何形状允许沿滑动方向测量的应力分布与原始\textit{exact}二维摩擦模型的预测之间的直接比较。后者假定了Amontons摩擦定律，这意味着在稳定滑动中，界面切向应力等于法向应力乘以与压力无关的动摩擦系数$μ_d$，但没有进一步假设法向应力场。在探索的载荷范围内，测量和计算的轮廓之间的差异小于14%。比较与测试模型，基于传统的假设，即正常的应力场是不变的切向加载，表明精确的模型更好地再现实验剖面在高负荷。然而，两种计算方法都没有考虑到仍然存在的重大偏差。在这方面，在计算中所作的其他两个假设，即（i）界面的光滑度和（ii）$μ_d$的压力无关性的相关性进行了简要讨论。
2009-05-12 cond-mat.soft physics.class-ph
Relaxation of Sliding Friction from a Statistical Model of Aging Contacts
Kyoto University（京都大学）
本文提出一个结合对数老化与幂律接触尺寸分布的最小模型，解析推导出滑动摩擦弛豫函数，揭示中间时间响应随幂律指数呈现平台、对数或幂律衰减，并建立微观接触统计与宏观摩擦弛豫的实验可检验联系。
2026-09-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the connection between sliding friction and phonon lifetimes: Thermostat induced thermolubricity effects in molecular dynamics simulations
典型的纳米摩擦学模拟设置是半无限衬底，其特征在于顶部的滑动珠，并且较低的衬底层恒温以控制温度。一个挑战是处理从基底下边界背反射的声子，因为这些声子将人为地减少作用在滑动珠上的摩擦FR。一种提出的解决方案是使用朗之万恒温器，其在温度TLAN下操作，并且具有相应的阻尼参数，最佳地调谐，使得FR最大化[Benassi等人，PHYSREVB，V82，P081401，2010]。在本文中，该方法被重新审视，并涉及到基板声子寿命，基板温度Tcb，和滑动速度。在低滑动速度，粘滑事件之间的时间是大的声子寿命相比，我们没有观察到太多的依赖性FR的Gamma，这里的恒温器调谐是不需要的。在高滑动速度下，在改变Gamma时，我们确认了上述摩擦最大值，但也观察到Tmax的明显最小值，其在这里偏离TLAN。对于强烈非谐的衬底粒子相互作用，FR随Gamma的变化可以理解为热致陆性的表现，背反射基本上不重要。相反，对于谐波相互作用，声子寿命变得非常长，FR强烈地受到背反射声子的影响，但不足以推翻热致液晶性。
2019-04-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Rubber adhesion and friction: role of surface energy and contamination films
研究了表面能和污染膜对橡胶粘附和滑动摩擦的影响。我们发现，有一个转移的分子从橡胶到基板，这减少了粘附功，使橡胶摩擦不敏感的基板表面能。我们发现，有没有简单的粘附和摩擦之间的关系：粘附是由于（垂直）分离过程中的接触区域的边缘（开口裂纹传播），而摩擦在许多情况下，主要是由（切向）粘滑不稳定性的纳米区域，在整个滑动接触。因此，虽然流体中的拉脱力可以大大减小（由于粘附功的减小），但滑动摩擦可能仅受到轻微影响，因为实际接触区域可能是干燥的，并且接触区域中的摩擦剪切应力几乎不受流体的影响。
2020-11-12 cond-mat.soft
Rubber friction: role of the flash temperature
当橡胶块在粗糙的硬基体上滑动时，基体的粗糙度会使橡胶表面产生时间依赖性的变形，从而导致橡胶中的粘弹性能量耗散，这对滑动摩擦有贡献。大多数固体表面在许多不同的长度尺度上都具有粗糙度，因此在计算摩擦力时，必须考虑所有长度尺度上的粘弹性变形。能量耗散将导致橡胶的局部加热。由于橡胶类材料的粘弹性与温度有很强的相关性，因此在分析中必须考虑局部温度的升高。在非常低的滑动速度下，由于热扩散，温度增加可以忽略不计，但是对于0.01 m/s量级的速度，局部加热可能是非常重要的。在这里，我研究了局部加热对橡胶摩擦的影响，我表明，在一个典型的情况下，温度升高导致橡胶摩擦随着滑动速度的增加而减小，v > 0.01 m/s。这可能导致粘滑不稳定性，并且在许多实际应用中是至关重要的，例如，用于轮胎-路面摩擦，特别是ABS制动系统。
2006-05-10 cond-mat.soft
Velocity-driven frictional sliding: Coarsening and steady-state pulse trains
本研究针对速率弱化区间内速度驱动的均匀速率-状态摩擦系统，揭示其存在自愈合滑动脉冲与粗化动力学，形成稳态脉冲序列，结合理论与数值模拟阐明其特性及小高度下的弹摩擦不稳定性。
2021-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft nlin.PS
Brownian friction dynamics: fluctuations in sliding distance
本研究针对滑块滑动位置涨落问题，采用微块模拟微凸体的弹簧-滑块模型开展模拟，结合实验数据验证，所得位移功率谱与实验吻合良好，为布朗摩擦动力学研究提供支撑。
2024-06-23 cond-mat.soft physics.class-ph physics.data-an
Relaxation and Recovery in Hydrogel Friction on Smooth Surfaces
\textbf{Background}水凝胶是交联聚合物网络，可吸收和保留大部分液体。在临界滑动速度附近，水凝胶压在光滑表面上表现出在多个时间尺度上发生的时间依赖性摩擦行为，但这些动力学的起源尚未解决。\textbf{Objective}在这里，我们表征这种时间依赖性制度，并表明它是符合两个不同的分子过程：滑动诱导的松弛和静态恢复。\textbf{Methods}我们的实验使用一个定制的销盘摩擦计来检查在各种滑动条件下（从几分钟到几小时）光滑的聚（甲基丙烯酸甲酯）表面上的聚（丙烯酸）水凝胶。\textbf{Results}我们表明，在一个固定的滑动速度，摩擦系数呈指数衰减，并达到一个稳态值。与这种衰减相关的时间常数随滑动速度呈指数变化，并且对界面的任何先前摩擦剪切敏感。这个过程是可逆的;在停止滑动时，摩擦系数恢复到其原始状态。我们还表明，剪切的初始方向可以作为一个可观察到的“记忆”的印记，并在24小时的反复摩擦剪切是可见的。\textbf{Conclusions}我们将这种行为归因于近表面聚合物网络的纳米级延伸和弛豫动力学，从而导致具有两个平行时间尺度的摩擦弛豫和恢复模型。
2021-01-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.flu-dyn
Solid friction between soft filaments
丝状束的任何宏观变形必然伴随着组成细丝的局部滑动和/或拉伸。然而，通过多个接触相互作用的两个对齐的细丝之间的滑动摩擦的性质仍然在很大程度上未被探索。在这里，通过直接测量两束F-肌动蛋白丝之间的滑动力，我们表明，这些摩擦力是出乎意料的大，尺度与滑动速度在固体状摩擦，并表现出复杂的依赖于细丝的重叠长度。我们还表明，减少的摩擦力的数量级，与固体状摩擦的斯托克斯阻力的过渡，可以诱导涂层F-肌动蛋白与聚合物刷。此外，我们在丝状微管和细菌鞭毛中观察到类似的转变。我们的研究结果证明了如何改变长丝的弹性，结构和相互作用可以用来设计长丝间的摩擦，从而调整纤维复合材料的性能。
2015-03-04 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
Rheology of sliding leaflets in coarse-grained DSPC lipid bilayers
两亲性脂质双层改变它们沉积在其上的表面的摩擦性质。特别地，与原生表面相比，测量的滑动摩擦系数显著降低。在这项工作中，我们调查的DSPC（1，2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine）脂双层的数值粗粒模型的摩擦性能受到纵向剪切。叶片间的摩擦系数是从平衡拉动和松弛模拟获得的。特别是，我们获得了瞬态粘弹性响应的剪切双层。双层的机械响应被发现显着依赖于膜的物理状态，在流体中，但不是在凝胶区域的线性响应制度的证据。
2020-07-11 cond-mat.soft physics.bio-ph
A model of friction with plastic contact nudging: Amontons-Coulomb laws, aging of static friction, and non-monotonic Stribeck curves with finite quasistatic limit
本文提出一种粗糙表面摩擦模型，通过引入接触凸起的塑性侧向微调，同时捕捉Amontons-Coulomb定律、静摩擦老化及非单调Stribeck曲线。核心贡献在于以最小模型要素统一描述动、静摩擦关键观测现象。
2023-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamic Stiction Mode by Friction Vector Rotation
我们数值研究了一个简单的滑动系统：一个刚性的质量拉动的弹簧具有很强的面内刚度各向异性和一个小的错位角。模拟结果表明，在这个系统中出现的明显的粘滞相实际上是一个非常缓慢的蠕变阶段，随后是快速的滑动，滑移。令人惊讶的是，摩擦力的绝对值从粘附阶段的一开始就几乎保持恒定，仅仅在滑动平面内旋转。我们把这种由于力矢量的旋转而引起的表观粘滞的具体机制称为“动态粘滞”。
2020-09-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamic instabilities of frictional sliding at a bimaterial interface
我们研究了二维线性稳定性分析的可变形固体的有限高度$H$，稳定地滑动的刚性固体的顶部内的一个通用的速率和状态摩擦型本构框架，充分考虑弹性动力学效应。我们推导出的线性稳定性谱，量化的摩擦本构关系和不稳定相关的弹性动力学双材料之间的耦合正常的应力变化和界面滑移，和有限的尺寸效应的稳定之间的相互作用。与摩擦本构关系有关的稳定效应包括速度强化摩擦（即~摩擦阻力随着滑动速度的增加而增加，瞬时的和在稳态条件下）以及对法向应力变化的规则化响应。我们首先考虑小波数$k$限制，并证明在这种情况下，均匀滑动是普遍不稳定的，独立的摩擦法的细节。这种普遍的不稳定性是由传播的波导状模式介导的，其增长最快的模式的特征在于满足$k H\!\sim\!{\cal O}(1)$的波数和与$H^{-1}$成比例的增长率。然后，我们考虑极限$k H\!\to\!\infty$，并推导出在这种情况下的稳定相图。我们表明，占主导地位的不稳定模式的传播速度在相反的方向上的滑动方向的接近的摩擦波的速度。在一定的物理参数范围内，也存在沿滑动方向以接近剪切波速传播的失稳模态。最后，我们表明，在广义速率和状态摩擦模型的框架内，有限时间正则化的正常应力变化的反应，往往会促进稳定性。
2015-07-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft nlin.PS
Non-monotonic frictional behavior in the lubricated sliding of soft patterned surfaces
本文通过雷诺润滑方程数值解和微扰理论，研究了软图案化圆柱表面润滑滑动中的摩擦行为，发现摩擦系数随粗糙度增大先升后降、甚至低于光滑表面的非单调现象，并给出不同速度和粗糙度振幅下的标度律，为软机器人和触觉工程中的摩擦建模提供理论基础。
2024-08-31 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Molecules on rails: friction anisotropy and preferential sliding directions of organic nanocrystallites on two-dimensional materials
二维（2D）材料被设想为用于纳米机械系统的超薄固体润滑剂。到目前为止，它们在纳米尺度上的摩擦性能已经通过标准摩擦力显微镜进行了研究。然而，纳米颗粒的横向操纵是一个更合适的方法来研究摩擦对两个接触表面的晶体学的依赖性。然而，这样的实验仍然缺乏。在这项研究中，我们结合原子力显微镜（AFM）的横向操纵和分子动力学模拟，以调查的运动的有机针状纳米石墨烯和六方氮化硼的范德华外延生长。我们观察到纳米针碎片-当被AFM针尖推动时-不会沿着原始的推动方向移动。相反，它们优先沿着针状物的生长方向在2D材料上滑动，针状物沿着相称的方向充当不可见的轨道。此外，当纳米晶通过施加扭矩与AFM针尖在整个优先滑动方向旋转时，我们发现AFM悬臂梁的扭转信号增加。我们证明，结合模拟，这两个，显著的摩擦各向异性和优先滑动方向是由复杂的外延关系，并产生从有机纳米晶体和二维材料之间的相称和不相称的状态。
2018-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.app-ph
Correlation between stick-slip frictional sliding and charge transfer
十年前，Budakian和Putterman（Phys. Rev. Lett.，{ \bf 85}，1000（2000））将摩擦归因于当表面力装置的金尖端在聚甲基丙烯酸甲酯表面上拖动时由接触充电引起的键的形成。我们提出了一个粘滑模型，捕捉粘滑事件和电荷转移之间的相关性，以及缺乏正常负载上的连接力跳跃和电荷转移的比例因子的依赖性。在这里，粘滑动力学的粘弹性和塑性形变的时间尺度之间的竞争，并由于与接触充电起次要作用的拉动速度。我们的模型提供了一个替代的基础上解释大多数实验结果，而不归因于摩擦接触充电。
2010-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft nlin.CD
Nonmonotonic Magnetic Friction from Collective Rotor Dynamics
University of Konstanz（康斯坦茨大学）；Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；Universität Innsbruck（因斯布鲁克大学）
研究揭示磁驱动构型动力学可导致非单调摩擦现象，通过分子动力学模拟和简化模型证实集体磁重构是能量耗散的主要因素，为无接触摩擦控制和磁传感提供新途径。
2026-02-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
Friction Boosted by Equilibrium Misalignment of Incommensurate Two-Dimensional Colloid Monolayers
在光晶格中滑动的胶体二维单层作为摩擦系统近年来具有重要意义。在一般情况下，当单层和光晶格是无公度的，我们预测两个重要的新奇，一个在静力平衡结构，另一个在滑动下的摩擦行为。在结构上，现实的模拟表明，胶体层应具有在完全平衡的一个小的错位旋转角相对于光晶格，一个效果，迄今为止未被注意到，但在一些公布的实验莫尔图案可见。在滑动，这种错位的影响，提高了胶体单层摩擦的一个相当大的因素，在假设的对齐的情况下讨论到目前为止。类似起源的摩擦增加通常必须影响其他不相称的吸附单分子层和接触，以寻求个案。
2015-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Cylinder-flat contact mechanics during sliding
本文用分子动力学方法研究了具有${\rm cos} (q_0 x)$表面高度轮廓的弹性块（柱）在刚性平面基底上以粘附接触方式滑动时的接触力学随滑动速度的变化关系，块上的原子与基底原子通过Lennard-Jones（LJ）势相互作用，我们考虑了公度接触和（近）非公度接触。对于无公度系统，摩擦力在正值和负值之间波动，振幅与滑动速度成比例，但平均值接近于零。对于公度系统，（时间平均）摩擦力要大得多，几乎与速度无关。对于这两种类型的系统的接触区域的宽度是速度无关的，即使当在相称的情况下，摩擦剪应力从零（滑动前）增加到$\approx 0.1 \ {\rm MPa}$在滑动过程中。这种摩擦剪切应力和所用的弹性模量对于在玻璃表面上滑动的聚二甲基硅氧烷（PDMS）橡胶是典型的，并且我们得出结论，当增加切向力时，在一些实验中观察到的接触面积的减少一定是由于我们的模型研究中不包括的效应，例如粘弹性或弹性非线性
2020-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
