虽然我们中的许多人都小心翼翼地避免在寒冷的天气中滑倒，但莱斯特大学领导的科学家们一直在研究如何使表面更加光滑!

他们解决了超润滑原理中的一个难题，即两个表面相互滑动时摩擦力几乎为零的状态。他们在《物理评论快报》杂志上发表了一篇论文，发表了他们的结论。

超润滑性与石墨烯等分子光滑表面有关，并且仅在实验室环境中观察到，这些表面是在纳米和微米尺度上合成的。它在技术应用中看起来非常有前景，与机器和机构中的传统摩擦相比，它可以将摩擦减少多达 1000 - 10000 倍。

大多数人直观地知道，较重的物体的摩擦力(物体滑动的阻力)比较轻的物体大，也称为 300 多年前制定的阿蒙顿-库仑摩擦定律。

然而，它不适用于超润滑性。这种现象比传统摩擦力小数万倍，而且摩擦力不依赖于物体的重量。换句话说，将物体的重量从几克增加到几十公斤不会改变摩擦力的水平。

但由莱斯特大学尼古拉·布里连托夫教授领导的一个国际科学家小组现在发现，由表面原子的随机振动引起的物体表面的“同步”波动会产生摩擦。这种振动存在于任何非零温度下，并且其强度随着温度的降低而降低。这意味着通过降低表面温度，可以进一步降低摩擦的影响。

所有这些依赖性与传统的Amontons-Coulomb法律所预测的依赖关系相反。

“解释超润滑的神秘行为将有助于控制超低摩擦，这可以为其工业应用打开令人惊叹的视野。”

为了研究超润滑性的原理，创建了两个分子平滑表面的接触 - 在基板上滑动的尖端，均为石墨烯层覆盖 - 并使用横向力显微镜测量了摩擦力。他们还使用分子动力学模拟进行了“在计算机”中进行的“全尺度数值实验”，以创建真实现象的非常现实的模型。

这两个表面应不相称，这意味着一个表面的分子结构中的电势不应适合另一表面的潜在“井”。表面就像两个鸡蛋盒放在一起：如果它们放在一起，它们将锁定，需要更多的力才能引起滑动。

如果表面的温度不是零，则由于表面波纹而出现由热波动引起的摩擦力。表面温度越高，同步波动的幅度越大;

Brilliantov 教授补充道：“我们已经能够解释摩擦力与物体重量之间神秘的独立性的原子机制，并制定了新的超润滑摩擦定律。这些定律虽然与阿蒙顿-库仑定律形成鲜明对比，但很好地描述了这种现象。

“一旦分子光滑表面层以毫米或厘米的尺度生产出来，机器和机构中所有移动、旋转、振荡的接触点都将被这样的表面层覆盖。它将大幅减少全球能源消耗。为了进一步降低能耗，最大的触点可能会保持在低温下。”