新闻网讯（通讯员杨柳）近日，Physical Review Letters（《物理评论快报》）在线发表了土木建筑工程学院刘泽教授课题组在金属纳成型领域的最新研究成果。论文题为“Interplay between Interface Diffusion and Boundary Slip Underlying Graphite-Lubricated Metal Nanoforming”（《石墨润滑下金属纳成型界面扩散与边界滑移的相互作用》）。土木建筑工程学院博士生向俊庠和姚远鹏为论文共同第一作者，刘泽为论文唯一通讯作者。土木建筑工程学院博士生方卉、鲁才为论文的共同作者。
金属纳成型技术是刘泽课题组近年开发的针对金属/合金快速纳米图案化的通用制造技术，具有工艺简单、低成本和可控性强等特点（Nat. Commun. 8, 14910, 2017; Prog. Mater. Sci. 125, 100891, 2022）。然而，在纳米尺度下，极高的比表面积使得界面摩擦成为微成型领域的一大关键挑战。石墨材料因其化学惰性和极高的面内强度，被广泛应用于高温或高负载条件下的工业润滑场景，但石墨材料的润滑机制（尤其是在高温下）至今仍存在争议。
对此，刘泽课题组通过构建碳纳米管通道，设计对比实验研究了金属纳成型过程中碳纳米管对物质输运的影响规律，结合第一性原理计算与分子动力学模拟，揭示了金属在纳米通道中的流变行为同时受原子尺度的界面扩散机制与连续介质尺度的边界滑移机制的调控。前者对石墨润滑剂的表面缺陷高度敏感，而后者则对界面粘附功更敏感。此外，研究还表明石墨材料之所以在高温和大气环境下能维持良好润滑特性，正是源于其较低的表观粘附功以及对缺陷不敏感的边界滑移机制。这一发现不仅为石墨润滑机制带来了新的认知，同时为金属纳成型技术在精密电子制造、异质功能器件开发等高端领域的应用开辟了一条潜在的技术路径。
该项研究得到了国家自然科学基金委项目的支持。
文章链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.134.176204
（供图：土木建筑工程学院 编辑：相茹）
