挑战传统摩擦理论：多次滑动引发的原子摩擦非单调行为

原子摩擦是指一个原子层在另一个原子层上滑动时遇到的阻力，这是一种具有重要纳米技术和材料科学意义的基本现象。传统上，摩擦随着速度的增加而增加，因为表面之间的相互作用增加。然而，最近的研究揭示了原子摩擦的非单调速度依赖性，特别是在发生多次滑动时。发表在《物理评论快报》的一篇论文探讨了这种有趣现象的基本机制、实验观察和理论模型。

原子尺度的摩擦受多种因素影响，包括表面粗糙度、材料特性和吸附物的存在。Prandtl-Tomlinson模型是描述原子摩擦的广泛使用的理论框架。该模型将原子力显微镜（AFM）的尖端视为在代表表面原子晶格的周期性势能景观中移动的粒子。该模型预测，由于原子粘滑事件频率的增加，摩擦力随着速度的增加而增加。

然而，该模型主要处理单个原子滑动。当发生多次滑动时，情况变得更加复杂。多次滑动是指多个原子层的同时或连续滑动，导致表面之间的相互作用更加复杂。这可能导致非单调的速度依赖性，即摩擦在某些范围内随着速度的增加而减小。

使用高分辨率摩擦力显微镜的最新实验提供了原子摩擦中非单调速度依赖性的直接证据。例如，在金基底上的单层二硫化钼（MoS2）上的一项研究表明，摩擦在特定范围内随着速度的增加而减小。这种行为归因于从单个原子滑动到多个原子滑动的过渡。

在这些实验中，AFM尖端以不同的速度在表面上拖动。在低速下，摩擦力如预期般增加。然而，超过某个阈值后，力开始减小，表明摩擦减弱。这种非单调行为在不同的实验装置和材料中一致观察到，表明这是一种普遍现象。