清华大学深圳国际研究生院郑泉水院士和彭德利助理教授课题组在肉眼可见的宏观尺度实现稳健自超滑,破解了这一持续多年的科学难题,将自超滑真正带入宏观世界。研究团队基于无褶皱单晶石墨材料,采用大尺度原子级光滑表面构筑方法,成功制备出近乎无缺陷的亚毫米尺度洁净非公度范德华界面。依托这一可直接观测的宏观滑动体系,研究人员能够采用宏观加载与测量方式直接研究自超滑行为。实验结果显示,在1mN至0.5N的宽载荷范围内,界面摩擦与载荷基本无关,其微分摩擦系数与绝对摩擦系数均低至10-6量级。研究中还首次在宏观摩擦体系中观测到负摩擦系数现象,即载荷增加反而导致摩擦降低,表明界面摩擦已逼近其本征极限,摩擦系数实际趋近于零。研究成果以“稳健的宏观尺度结构超滑的实现”(Observation of robust macroscale structural superlubricity)为题,于2月17日发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters)。