Команда под руководством профессора Чжан Цзюньяня и доцента Гун Чжэньбина использовала высокоточную наноманипуляцию для создания изгибов графена с контролируемой кривизной и количеством слоев, что позволило исследовать поведение трения на атомном уровне. Об этом сообщает South China Morning Post.

Результаты эксперимента поразили — трение в зоне изгибов не росло линейно с количеством слоев графена, как ожидалось. Наоборот, оно менялось нелинейно, иногда даже уменьшалось с увеличением толщины. Это бросает вызов классическим моделям трения, которые не учитывают квантовые эффекты во взаимодействии твердых тел.

Исследователи считают, что это первое в истории подтверждение существования квантового трения между двумя твердыми поверхностями. Суть феномена заключается в том, что внутренние деформации материала изменяют движение электронов, заставляя их переходить в стационарные энергетические состояния — псевдоравенства Ландау. Это уменьшает потери энергии в виде тепла и, соответственно, снижает трение.

Опыт был проведен на системе из графена, охлажденной до сверхнизких температур. Команда планирует проверить возможность наблюдения квантового трения в других материалах и при более высоких температурах. По словам ученых, дальнейшее изучение этого эффекта открывает путь к созданию технологий, которые будут минимизировать энергетические потери в наноэлектронике и квантовых компьютерах.

Детали исследования опубликованы в журнале Nature Communications.