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微观世界新发现：石墨烯折叠间，科研人员首探量子摩擦奥秘

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在经典物理学的认知中，摩擦现象似乎有着明确的规律：接触面越粗糙、压力越大，摩擦力通常就越大。这一规律早已成为人们生活中的常识，从铅笔在纸上留下痕迹，到汽车刹车时因摩擦生热，都能看到它的影子。然而，当科研的视野拓展到纳米尺度的微观世界，那些熟悉的物理定律却开始“失灵”，展现出令人意想不到的一面。

近期，中国科学院兰州化学物理研究所的科研团队取得了一项重要突破，首次在固体之间直接观测到了一种全新的现象——量子摩擦。这一发现让摩擦的表现完全超出了人们平时的想象，为微观世界的物理研究打开了新的大门。

为了揭开量子摩擦的神秘面纱，科研人员将目光投向了材料科学领域的“明星”——石墨烯。石墨烯仅有一个原子那么薄，却具备坚硬如钢的特性和优异的导电性能，还能像纸一样被折叠。科研人员运用原子力显微镜的探针，这根超细的“纳米手指”被用来推动石墨烯的边缘，将其像折纸一样翻起，仿佛在用世界上最薄的纸片玩叠叠乐。

深入探究这种反常摩擦的背后，原来是石墨烯折叠后产生的“赝磁场”在起作用。这个赝磁场并非磁铁那种真正的磁场，而是由石墨烯在折叠时产生的不均匀应变造成的。在电子的“视角”里，赝磁场的作用就如同一个真实的磁场，会迫使电子在材料里绕圈运动，形成一种名为伪朗道能级的量子状态。

在普通情况下，电子的运动就像广场上随意走动的人群，频繁碰撞并消耗能量；而在伪朗道能级里，电子变得像排好队、有秩序行走的人群，碰撞减少，能量消耗也随之降低。由于摩擦力本质上是能量耗散的体现，因此摩擦力会显著下降。这种“电子有序运动”的场景，正是量子摩擦得以出现的根源。

这项研究颠覆了人们以往对摩擦的认知。在我们的直觉中，越高的台阶、越陡的坡道，意味着障碍越大，摩擦阻力也越强。但在量子世界里，决定摩擦大小的不仅仅是台阶的高度或表面的粗糙度。材料的微观结构、电子的量子态，甚至折叠时的曲率，都会改变摩擦的规律。这就好比影响一辆车行驶速度的，不只是路的坡度，还有交通拥堵情况。

量子摩擦的发现不仅在基础物理领域具有重要意义，还可能对工程应用产生深远影响。一旦科研人员能够控制这种“量子状态”，就有可能制造出在微观尺度上几乎“无摩擦”的材料。例如，纳米机器人能够在微小的血管里更自由地穿梭，不被阻力拖慢速度；精密机械部件的磨损将大大减小，使用寿命得以大幅延长。

在宏观世界，摩擦是消耗能量的“主要因素”；而在微观世界，科研人员正尝试借助量子规则重新塑造摩擦，让它从消耗能量的“敌人”转变为助力科技发展的“朋友”。这一发现或许将成为下一代低能耗、高效率科技的起点，为未来的科技发展带来无限可能。