拴系纳米带的临界剥离

固定吸附膜的剥离是工程学和宏观摩擦学中一个众所周知的问题。在经典设置中，从一端拾取并拉起会产生一个随拾取角增大而减小的剥离力。当一端被抬起时，脱附前沿回缩以与固定尾端相遇。在纳米尺度上，金表面上石墨烯纳米带（GNRs）的剥离会出现有趣的情形，例如原子力显微镜所实现的那样。该纳米系统表现出恒力稳态剥离区，其中针尖抬升量 h 不会导致带脱附点的回缩，而仅使自由尾端前进 h。这与经典情形相反，在经典情形中脱附点回缩而尾端保持静止。在此，我们通过解析建模和数值模拟，刻画了第三种具有实验相关性的设置：其中纳米带尽管结构润滑，但其尾端并非自由移动，而是被弹性拴系。令人惊讶的是，出现了调节剥离演化的新颖非平凡标度指数。随着脱附前沿回缩且拴系尾端被拉伸，h 的幂律刻画了粘附长度的缩减、剥离力的增长以及剥离角。这些指数先于最终完全脱附这一临界点出现，此时整个带最终悬挂在针尖与拴系弹簧之间。这些解析预测通过保留完整原子级描述的真实分子动力学（MD）模拟得到证实，也证实了它们在有限实验温度下的存续。