二维异质结摩擦之谜：边缘原子与内部原子的博弈

二维材料，如石墨烯、过渡金属二硫化物和六方氮化硼（h-BN），因其独特的机械、电学和热学性能而备受关注。在这些性能中，二维异质结——不同二维材料之间的界面——的摩擦行为已成为研究的焦点。理解边缘原子和内部原子对这些异质结摩擦的贡献，对于纳米技术和材料科学的应用至关重要。最近，发表在《物理评论快报》的一篇论文，对多层材料中的摩擦进行了分析。

结构超润滑是一种现象，当两个接触表面的原子晶格不匹配时，摩擦力极低。这种效应在范德华（vdW）层状材料中尤为显著，因为它们的层间相互作用较弱而层内键合较强，导致在不匹配的接触界面上摩擦力极低。这些系统中的摩擦行为受多种因素影响，包括原子的自由度、扭转角和法向力。

二维材料中的边缘原子在决定整体摩擦性能方面起着重要作用。这些原子位于材料的边界，通常表现出不同于内部原子的化学和物理性质。由于化学活性增加和悬挂键的存在，边缘原子的摩擦力通常比内部原子高得多。

实验表明，边缘原子的摩擦力与边缘长度成线性关系，使其成为二维异质结整体摩擦行为的主导因素。此外，抑制莫尔条纹——由于两层之间的晶格不匹配而形成的周期性结构——可以显著改变摩擦性能，边缘原子有助于能量的耗散和整体摩擦力。