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摩擦研究已深入到电子尺度，并取得了较多成果，尤其是压力诱导超润滑的提出为实现超润滑提供了新策略。然而，固体界面摩擦性能的计算尚未实现自动化和高通量，计算模型构建以及数据后处理仍会浪费科研人员的时间。计算一个界面体系摩擦性能耗费的人工操作时间约60小时，制约了电子尺度摩擦性能的研究。
中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室计算摩擦学课题组长期从事摩擦性能计算研究，并获得系列进展。2022年，课题组首次搭建了能够实现自动化建模、计算任务自动提交管理、智能化数据后处理——自动提取计算结果、拟合数据、绘制势能面、搜索最优滑动路径、输出摩擦力、摩擦系数的固体界面摩擦性能高通量计算平台LICP-FPHTC-Platform，实现了固体界面摩擦性能的自动化、高通量计算（《摩擦学报》），并为该平台申请了软件著作权。基于固体界面摩擦性能高通量计算平台LICP-FPHTC-Platform，研究人员与西北工业大学、兰州交通大学大学合作，在计算摩擦学领域取得了系列进展，提出了氧化降低金属玻璃摩擦的机理（Acta Materialia）以及弛豫对摩擦计算结果的影响机理（Tribology International），构筑了等载和等距摩擦计算结果的转化桥梁（Materials Today Communications）。
近日，基于固体界面摩擦性能高通量计算平台，科研人员开展了摩擦层数依赖与原子位移以及层间电荷分布间关联的研究。相关成果对剖析二维材料摩擦层数依赖的微观机制作出了重要贡献。摩擦随着层数的增加而减小是2D材料摩擦性能的重要特征。本研究中，DFT计算结果再现了摩擦层数依赖的实验现象，首次在原子尺度上提出了关键见解——除了褶皱效应、电子-声子耦合和摩擦接触质量之外，原子位置的面内调整是摩擦层数依赖背后的另一个关键因素（图2）。研究发现，原子位置的面内调整将减少电荷的重新分布，进一步减少层间的摩擦，这应是其导致摩擦随着层数的增加而减小的物理起源（图3）。此外，该成果可很好地解释基底吸附强度对摩擦层数依赖的影响。
相关研究成果以In-plane adjustment of atomic positions and layer-dependent friction in 2D materials为题，发表在Applied Surface Science上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金的支持。
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