一、科学目标

　　建立普遍适用于介观尺度（微米-毫米尺度）结构超滑的理论模型、计算方法和实验技术，充分考虑超滑界面的纳米-微米-毫米的跨尺度性和高度各向异性。在介观尺度上，探索变形、强度、缺陷、吸附、温度等对于结构超滑摩擦特性影响的规律，理解基底与超滑材料的力学特性与结构超滑摩擦特性的本质联系，厘清结构超滑界面清洁机理。通过项目的研究，构建介观尺度结构超滑力学这一新方向的理论体系和基本计算与实验方法，为实现毫米乃至更大尺度结构超滑打下坚实基础。
 

　　二、研究内容

　　（一）介观尺度结构超滑力学模型。

　　建立既能考虑原子尺度公度性又能研究微米-毫米尺度弹性作用、能量耗散和磨损的力学模型，提出相应的含参数与无参数的解析关系，研究压力、加载方式、起停时间、速度、温度等因素对于结构超滑体系摩擦磨损特性的影响。

　　（二）介观尺度结构超滑计算方法。

　　发展用于介观尺度结构超滑的、考虑热运动的共存类有限元-分子动力学耦合模型；发展基于弹簧-铰链结构、跨原子-微观尺度的二维摩擦模型，建立与三维摩擦特性的对应关系。采用上述方法，在微米-毫米尺度上研究二维材料与基底力学特性和温度对于表面平整度、褶皱失稳现象以及实际接触面积等特性的影响，厘清结构超滑界面的清洁机理。

　　（三）介观尺度结构超滑实验技术。

　　开发适合研究微米-毫米尺度结构超滑的，可加载、可控 环境 、能够原位可视化、高度集成的测量系统，要求力分辨率需优于5 nN、力量程大于50 μN；位移高于0.1mm、滑移速度10 nm/s - 10 μm/s； 环境 可实现超高真空；温度变化区间包含35 K-1200 K这一范围。
 

　　三、申请注意事项

　　（一）申请书的附注说明选择“介观尺度结构超滑力学模型与方法”。

　　（二）申请人申请的直接费用预算不得超过2000万元/项（含2000万元/项）。

　　（三）本项目由数理科学部负责受理。

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