清華大學和以色列特拉維夫大學的研究人員合作發現，原本僅限于學術領域的超潤滑現象可以讓微器件以每小時90公里的速度發生相對滑動。未來可能的應用包括小型化的硬盤讀寫磁頭、用于無線通訊的高頻振蕩器以及其他依賴高速運動的微器件。

清華大學微納米力學中心主任鄭泉水教授課題組的這一研究成果近日發表在美國《物理評論快報》上，并被美國物理學會新聞網站Physics重點報道。

現實生活中，沒有摩擦很難想象，但是摩擦也會導致巨大的能量浪費。為了減少這種浪費，潤滑劑在從鉸鏈到汽車引擎等許多領域被廣泛應用。然而，全球仍有約1/3的用于運輸的燃料能源消耗在克服摩擦上。當系統尺寸縮小到微芯片的大小時，情況就變得更糟。在微觀尺度，物體極高的表面積—體積比，使得摩擦這種表面現象變得十分顯著。而且，由于尺度的原因，在微器件中加入潤滑劑十分困難。

在這項研究中，論文第一作者、清華大學微納米力學中心博士生楊佳瑞，基于激光刀口法建立了一套檢測石墨片自回復運動的設備，并成功的測量了其速度。實驗結果表明，一個邊長為3微米的方形石墨納米級薄片在自回復運動中可以達到每小時90公里的滑動速度。有趣的是，這一最高速度是在將石墨片加熱到100℃以上才能達到。研究人員對此現象的解釋是，溫度的升高增加了石墨片原子的振動，幫助它克服了由不可避免的界面缺陷導致的阻礙滑動的勢壘。

開展這項研究之前，超潤滑的實驗只能在微米每秒的速度下進行，大致等同于蝸牛的爬行速度。而且這些實驗條件苛刻，要求超高真空以及納米級的接觸點。對此，鄭泉水教授表示：“在如此大的尺度下觀察到高速超潤滑，并且是在普通的大氣環境下，這為超潤滑概念提供了實用化的可能。”