扭转界面的超低摩擦锁定相变

扭转界面(TGB)的结构性性质长期被人们了解，但在摩擦学上的研究则鲜有涉及。本文对其在滑动和受力条件下的行为进行了模拟，以Au(111)为测试案例。在无力情况下，扭转界面的莫尔纹图案光滑且呈超低摩擦特性，表现为扭转无理想情况下。然而，受力后会引发第一相变结构转化，最高能量莫尔纹节点被消除——这一类Aubry型相变被我们给出范德地力理论并绘制扭转-力量相图。随着摩擦滑动，此相变导致超低摩擦锁定相变，伴随巨大的摩擦力跳变及不可逆塑性流动。预测的现象具有鲁棒性，亦在Lennard-Jones晶格TGB模型中得到验证，且不局限于金属或黄金。