一个国际团队在摩擦研究方面取得的最新进展阐明了分子在表面上的行为，通过创新的显微镜技术和计算，进一步加深了我们对静态和动态摩擦的理解。几个世纪以来，摩擦这一日常现象一直困惑着科学家。尽管进行了深入研究，但对它的认识仍然不全面，这主要是因为它涉及不同层面的复杂相互作用。

准确把握物体之间的精确接触条件是一项长期挑战，而最近扫描探针显微镜技术的进步使这一壮举成为可能。

然而，即使取得了这些技术突破，动态摩擦力--维持分子运动所需的力--的复杂性仍然难以捉摸。科学家们可以通过移动表面上的单个分子来测量静摩擦力，但对动态摩擦力的测量和理论理解仍有待全面揭开。

图 1：原子层面的动态摩擦。(A) 一氧化碳分子在铜表面被金属尖端操纵的示意图。(B) 针尖在铜表面水平移动时 CO 分子吸附状态的变化。针尖与 CO 之间的相互作用能以不同的线条表示： CO 在顶点（黑色曲线）、桥点（红色曲线）和邻近顶点（蓝色曲线）上的吸附状态。随着针尖的移动，CO 的实际吸附状态沿着实线变化。不同吸附位点之间的转换（绿色交叉）是了解动态摩擦复杂性的关键。资料来源：美国物理学会

突破性研究

现在，来自日本金泽大学、西班牙多诺斯蒂亚国际物理中心和德国雷根斯堡大学的合作团队在《物理评论快报》和《物理评论 B》上发表文章，报告了他们深入研究这一难题的突破性研究。他们使用原子力显微镜仔细研究了一氧化碳 (CO) 分子在单晶铜表面上的操控。在 ab initio 计算的支持下，他们的研究结果揭示了以下问题：

- 一氧化碳分子如何相对于显微镜尖端和表面定位。

- 显微镜尖端引起的分子运动、能量消耗以及静摩擦和动摩擦力之间的关系。

这项研究因其对摩擦过程的清晰认识而脱颖而出。它不仅为一个研究已久的现象提供了新的见解，还为今后研究能量耗散弛豫过程铺平了道路。