普朗特-汤姆林森模型的实验检验：旋转摩擦的分子起源

结构超润滑作为现代摩擦学中最重要的概念之一，在基础研究和实际应用中均引起了广泛关注。然而，尽管普朗特-汤姆林森（PT）模型在摩擦与结构润滑研究中十分普遍，该基础模型过于简化且并不对应真实过程。本文以受限于两个原子级光滑表面之间的真实体系——胆甾相液晶——测量了结构润滑起始时从公度到非公度构型转变过程中的表面力矩与分子转动。此外，通过改变表面势或应变，证实了奥布里转变（Aubry transition）。结果与准一维版本PT模型的描述高度吻合，并为静摩擦过程中的破裂成核提供了分子证据。我们的研究弥合了理论与实验之间的鸿沟，并强化了摩擦与断裂之间的联系。