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   11月3日，國際納米領域權威學術期刊《自然—納米技術》(Nature Nanotechnology)發表了題為《Superlubricity in Centimetres-Long Double-Walled Carbon Nanotubes under Ambient Conditions》 （大氣環境下厘米級長度雙壁碳納米管上的超潤滑）的文章。該工作由清華大學化工系魏飛團隊與清華大學微納米力學與多學科交叉創新研究中心及北京大學信息學院合作完成。這是世界首次報道的大氣環境下厘米以上長度碳納米管管層間的超潤滑現象，所實現的超潤滑尺度比以前報道的最高值高出3個數量級，且摩擦剪切強度比以前報道的最低值降低了4個數量級。《自然—納米技術》同期刊出了專題評論文章，邀請世界著名摩擦理論專家、以色列特拉維夫大學教授Michael Urbakh對這一重大發現發表評論。

   摩擦現象一直是人類面臨的最具挑戰性的問題之一。全世界約1/3至1/2的一次性能源由摩擦過程消耗，工業發達國家因摩擦磨損造成的損失可達GDP的5%-7%。而微觀尺度上材料比表面積增大，使摩擦現象更加顯著。隨著現代制造技術發展，當系統尺寸縮小到微納米尺度時，界面摩擦成為制約器件性能和壽命的關鍵因素。解決摩擦磨損問題的根本途徑是實現固體界面之間的極低摩擦甚至零摩擦，即超潤滑(也稱結構潤滑)。超潤滑是指當晶體表面以非公度形式接觸時，有可能出現界面摩擦和磨損幾乎為零的現象。過去二十年中發現的超潤滑現象主要集中在納米尺度和高真空條件下。實現宏觀尺度上的超潤滑要求固體表面具有超高的模量，及在宏觀尺度上原子級平整，無缺陷與位錯，如此苛刻的條件使得人們普遍認為大尺度下幾乎不可能實現超潤滑。

   魏飛團隊經過十余年攻關，成功制得半米長的碳納米管，且證明了碳納米管在長達數厘米的范圍內無任何缺陷（多次發表在Adv. Mater.、ACS Nano、Chem Mater.等期刊上），為研究宏觀尺度超潤滑提供了理想材料。為此，他們還發展了單根碳納米管的納米顆粒標記技術，實現了光學環境及掃描電鏡下對大尺度單根碳納米管的定位與操縱（《自然-通訊》(Nature Commun., 2013, 4, 1727)），并在世界上首次用實驗手段證明了大氣環境下的宏觀尺度超潤滑現象，為下一代全碳電子器件構筑、超潤滑機械開發以及超高速微納米機械、 電子器件制備提供了基礎。

   該系列研究得到了國家自然科學基金的持續支持（項目批準號：20606020、20736004、 20736007、51372132 及 60925003)。