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水弯月面对石墨烯表面纳米尺度摩擦调控影响研究

基于原子力显微镜（AFM）的纳米尺度功能化方法可实现石墨烯表面纳米尺度的摩擦调控。大气环境下，纳米摩擦由针-样间水弯月面毛细作用主导，摩擦调控精度易受环境及运行状态等外界因素的影响。本文基于AFM探究环境湿度、滑动速度及界面润湿性对纳米尺度功能化石墨烯表面摩擦行为特性的影响机制。功能化区域内摩擦随湿度的增大而对数递增，此行为由针-样间水弯月面的粘附增强作用导致；使用疏水针尖可对毛细粘附行为进行有效抑制。亲水针尖在功能化区域内摩擦随滑动速度呈现非线性变化规律，其临界转折特性是表面粘-滑行为与弯月面毛细行为叠加作用的结果。此外，弯月面动态特性直观影响摩擦调控分辨率，导致调控区域形貌尺寸在外界因素作用下发生明显变化。
关键词: 弯月面；摩擦调控；石墨烯；原子力显微镜（AFM）