計算摩擦學是研究與調控摩擦行為的新途徑。然而，若使用不精確的計算模型，所得結論或無法為摩擦學發展增添助力，甚至可能增加對摩擦現象基礎物理機制理解的困惑。為更準確地描繪摩擦現象全貌，探索摩擦現象的物理本質，亟需建立科學、標準的靜態摩擦性能計算模型。
近日，中國科學院蘭州化學物理研究所研究員魯志斌和助理研究員何文豪團隊，聯合蘭州交通大學等的科研人員，利用自主搭建的固體界面摩擦性能第一性原理高通量計算平臺LICP-FPHTC-Platform ，考慮等距模型、等載模型、無負載做功的等載模型三種靜態摩擦性能計算模型，針對已報道的負摩擦系數的二維材料界面體系即Gr/Gr、h-BN/h-BN、In2Se3/In2Se3，探討了摩擦性能的計算結果對計算模型的依賴情況。結果表明，只有無負載做功的等載模型出現了文獻報道的負摩擦系數現象，而等距模型和等載模型的摩擦計算結果定量一致。
該研究通過等載與等距滑動過程中界面受力分析并結合能量守恒原理發現，忽略負載做功的無負載做功的等載模型在理論上存在根本性缺陷，而等距模型和等載模型可作為靜態摩擦性能計算的標準模型。這提示已報道的基于無負載做功的等載模型計算得到的負摩擦系數現象或是不精確計算模型的錯誤結果。
相關研究成果以Potential Negative Friction Coefficient Predicted by First Principles: A Possible Consequence of Inaccurate Computational Models為題，發表在《物理評論B》（Physical Review B）上。研究工作得到國家自然科學基金委員會和中國科學院的支持。
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