由磷烯和砷烯组成的异质结构界面的超低摩擦 可供购买

《Physical Chemistry Chemical Physics》：Ultra-low friction at the interfaces of heterostructures composed of phosphorene and arseneneAvailable to Purchase

　　

当前固体润滑领域的研究主要集中在石墨烯、MoS₂和h-BN上，突显了探索新兴二维（2D）材料润滑性能的必要性。磷烯和砷烯作为具有褶皱结构的新颖二维材料，表现出独特的各向异性电子和机械性能。通过进行第一性原理计算，我们研究了磷烯/磷烯和砷烯/砷烯界面的摩擦性能，以及磷烯或砷烯与石墨烯、h-BN和MoS₂形成的六种异质结构。同种结表现出强烈的摩擦各向异性，不同滑动方向之间的滑动势垒存在较大差异。由于非注册接触，异质结构表现出显著更低的势能不平整度、更低的剪切强度和更弱的方向依赖性。具体而言，石墨烯/磷烯和石墨烯/砷烯在广泛的法向载荷（0–10 nN）范围内表现出结构超润滑性，摩擦系数低于10^?3。研究发现，摩擦行为紧密受界面电荷再分布的支配。石墨烯/磷烯界面的电荷再分布相对均匀。相反，石墨烯/砷烯界面的电荷再分布在特定原子周围高度局域化，但在其他区域最小。值得注意的是，两种异质结构在滑动过程中层间净电荷转移几乎没有变化。本研究提供了两种有前景的固体润滑剂候选材料，并全面了解了磷烯和砷烯界面的摩擦特性。

可视化摘要

View large Download slide

第一性原理计算揭示磷烯和砷烯同种结具有强烈的摩擦各向异性，而异种结通过不变的界面电荷再分布实现结构超润滑性（系数 < 10^?3）via 不变的界面电荷再分布。

View large Download slide

第一性原理计算揭示磷烯和砷烯同种结具有强烈的摩擦各向异性，而异种结通过不变的界面电荷再分布实现结构超润滑性（系数 < 10^?3）via 不变的界面电荷再分布。

Close figure

? 2026 作者。由皇家化学学会代表所有学会发布。

2026

作者

您必须申请权限才能在其他出版物中使用本文中的材料；请参见我们关于重复使用根据 RSC许可证 发布的文章材料的指南。