三维薄膜润滑的多尺度模拟

对于三维单层分子薄膜润滑，研究发现基底的弹性会影响被两个固体基底约束的薄液膜的摩擦学行为。为考虑弹性效应，本文发展了一种多尺度方法，该方法将固体基底近区的原子尺度描述与远区的粗粒化描述相结合，以模拟薄膜润滑。结果表明，在一定的温度和膜-基底耦合强度范围内，多尺度方法所得结果与全原子模拟结果高度一致。这揭示出基底的弹性响应可在混合方案中得到有效刻画。在将多尺度方法应用于研究多层分子薄膜润滑的摩擦学性质时，发现系统静摩擦系数随液膜中分子层厚度的增加而单调减小。与单层分子薄膜润滑相比，多层分子薄膜润滑在降低系统摩擦与磨损方面发挥作用。