计算摩擦学作为探索与调控摩擦行为的新兴途径，在科学研究与实际应用中都占据着重要地位。精确的计算模型对于推动摩擦学发展、深入理解摩擦现象的基础物理机制至关重要。若使用不精确的计算模型，不仅无法为摩擦学的进步提供助力，反而可能导致对摩擦现象本质理解的混乱。因此，建立科学、标准的静态摩擦性能计算模型成为当务之急。
近日，中国科学院兰州化学物理研究所的鲁志斌研究员和何文豪助理研究员团队，联合兰州交通大学等科研人员，开展了一项极具价值的研究。他们借助自主搭建的固体界面摩擦性能第一性原理高通量计算平台 LICP - FPHTC - Platform，针对已报道的具有负摩擦系数的二维材料界面体系，如 Gr/Gr、h - BN/h - BN、In2Se3/In2Se3，深入探讨了摩擦性能计算结果与计算模型之间的依赖关系。研究过程中，考虑了等距模型、等载模型、无负载做功的等载模型这三种静态摩擦性能计算模型。
研究结果显示出明显的差异。其中，只有无负载做功的等载模型出现了文献所报道的负摩擦系数现象，而等距模型和等载模型在摩擦计算结果上呈现出定量一致的情况。通过对等载与等距滑动过程中界面受力的细致分析，并结合能量守恒原理，研究团队发现，忽略负载做功的无负载做功的等载模型在理论层面存在根本性的缺陷。基于此，等距模型和等载模型被认为可作为静态摩擦性能计算的标准模型。这一结论暗示，以往报道中基于无负载做功的等载模型计算得到的负摩擦系数现象，极有可能是不精确计算模型所导致的错误结果。
这项研究成果具有重要意义。它为计算摩擦学领域提供了关于静态摩擦性能计算模型的关键参考，明确了标准模型，有助于科研人员更准确地描绘摩擦现象的全貌，深入探索摩擦现象的物理本质。在未来的研究中，可进一步基于这些标准模型，对更多不同类型的材料界面体系进行摩擦性能研究，从而拓展计算摩擦学在材料科学、机械工程等多领域的应用，推动相关技术的创新与发展。同时，对于其他涉及摩擦学计算的研究方向，也能从该研究中汲取经验，重视计算模型的科学性与准确性，避免因模型缺陷而得出错误结论。
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