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摩擦界面,身未动-心已远 | Nature

来源:上海幂方电子科技有限公司 更新时间:2025-03-18 09:45:12 阅读量:258
导读:摩擦界面,身未动-心已远 | Nature

摩擦界面Frictional interfaces无处不在,涉及从生物关节到地震断层等诸多领域。这些界面何时以及如何滑动,已经成为地球科学和工程中的基本问题之一。

尽管许多研究表明这一概念已经过时,但人们认为存在称为静摩擦力的阈值剪切力,在该阈值剪切力以下,界面是静止的。与之相比,速率和状态摩擦公式预测界面总是滑动的,但这一特征通常是需要修正的假象。
近日,美国 加州理工学院(California Institute of Technology)Krittanon Sirorattanakul等,在Nature上发文,报道了名义上静止的界面(受制于恒定的剪切和法向载荷、驱动力明显低于已知发生蠕变的经典定义静摩擦)正在滑动sliding,但速率越来越小,低至10^-12ms?1。
通过数字图像相关,可以直接在界面上进行精确测量。这种行为与摩擦的经典模型相矛盾,但证实了速率和状态摩擦的预测。
名义上静止界面的滑动速率减小,这反映了界面愈合效应,这将在随后的滑动事件(如地震和滑坡)中,表现为更高的峰值摩擦,从而大大改变了成核和传播过程,因此也会减少了诸如山体滑坡自然灾害。

Sliding and healing of frictional interfaces that appear stationary. 

看起来静止摩擦界面的滑动和愈合。


图1: 静摩擦的概念测试。


图2:名义上静止摩擦界面的连续滑动实验测量。


图3:在相同加载条件下,具有衰减速率的岩石断层泥滑动界面。


图4:名义上静止界面的非零、递减滑移速度验证了速率和状态公式,并捕获了愈合。

文献链接
Sirorattanakul, K., Larochelle, S., Rubino, V. et al. Sliding and healing of frictional interfaces that appear stationary. Nature (2025). 
https://doi.org/10.1038/s41586-025-08673-0
本文译自Nature。
来源:今日新材料
声明:仅代表译者观点,如有不科学之处,请在下方留言指正!

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