納米摩擦學的摩擦學中的（摩擦學）一個區域，原子相互作用和量子效應不能忽略的納米級中，摩擦和磨損，粘附，潤滑現象，例如，如何研究它的外觀。目的是從基本和應用方面闡明和控制材料表面的特性。

在最初的納米摩擦學研究中，僅通過實驗進行直接研究，并且以極高的分辨率觀察表面特征，例如掃描隧道顯微鏡（STM），原子力顯微鏡（AFM）和表面力裝置（SFA）。可以分析的各種微觀方法起著主導作用。現在，由于計算方法和計算機性能的發展，使用計算科學方法進行研究成為可能。

在納米級改變表面拓撲可以減少或增加摩擦。變化范圍如此之大，以至于不能從宏觀上觀察到潤滑和粘附，甚至可以實現稱為超潤滑或超粘附的現象。非常高的比表面積用微機?-?納米機器但磨損和摩擦中是決定性的問題，具有超強潤滑移動部件涂覆可以通過應用來解決。另外，可以通過納米摩擦學技術克服與粘附有關的問題。

在納米摩擦學中，數值計算可用于研究各種現象，例如納米壓痕，摩擦，磨損和潤滑。在原子模擬中，還可以高精度確定每個原子的運動和軌跡，并且此信息用于解釋實驗結果，驗證理論以及研究難以通過實驗實現的現象。完成了?此外，原子模擬中不存在許多實驗困難，例如樣品制備和儀器校準。而且，理論上任何表面都可以處理，從沒有劃痕的干凈表面到受到嚴重干擾的表面。盡管不限于納米摩擦學領域，但原子模擬只能受到近似的原子間電勢和計算能力限制的事實的限制。因此，仿真時間通常很小（飛秒），并且在xxx原理仿真中時間步長限制為1 fs，在粗粒度模型中時間步長限制為5 fs。

原子模擬表明，在SPM測量期間，探頭和樣品表面之間會突然接觸。這種現象與發生的咬接完全不同，因為懸臂在負載控制AFM中具有靈活性。原子力顯微鏡原子分辨率的起源也通過模擬發現。探針和原子的樣品之間共價鍵合形成，它具有較高的分辨率從范德華相互作用出生到工作主要。但是，模擬還顯示，在接觸模式AFM掃描過程中，需要原子級的尖銳尖端來檢測空位和原子。另一方面，在敲擊模式下，即使尖端在原子水平上不鋒利，也可以通過所謂的頻率調制方法來識別原子空位和原子。總之，只有非接觸模式才能通過真實的AFM達到原子分辨率。

摩擦力（即阻礙相對運動的力）通常被認為符合經驗規則，例如Ammonton-Coulomb定律（請參閱“?摩擦”），但在納米尺度上，這些經驗規則失去了有效性。例如，根據阿蒙頓第二定律，摩擦系數不應取決于接觸面積。但是，由于材料表面通常具有凹凸，真實的接觸面積與阿蒙頓定律所說的表觀接觸面積大不相同。它可以通過減少的真實接觸面積以減少摩擦實際上是^[21]?。

AFM和FFM探針在掃描樣品表面時穿過低（穩定）和高勢能區域。確定在原子位置方面的潛在的大小的一個因素，大規模的表面粗糙度。如果不考慮熱量的影響，使探頭克服勢壘的力只是支撐探頭的懸臂的恢復力。在這種情況下粘滑運動發生。

在納米級，摩擦系數會在幾種條件下變化。例如，在小的負荷區域中，摩擦系數小于宏觀尺度，并且當負荷增加時，摩擦系數接近宏觀值。表面之間的溫度和相對速度也會影響摩擦系數。

潤滑是用于減小彼此接觸的兩個表面之間的摩擦的技術。通過插入接觸表面之間以減少摩擦的液體通常稱為潤滑劑。

潤滑對于微型設備和納米設備通常是必不可少的，但是如果按照這些微小的部分將常規潤滑劑制成分子大小的薄層，則粘度的影響就會變得過強。在這種情況下，使用通過Langmuir?-?Blodgett膜或自組裝單層等方法制成的薄膜是有效的。

薄膜和自組裝單分子層也可用于增強附著力。已經發現，用于磁性存儲介質的全氟化合物潤滑劑（PFPE）在潮濕環境中的親水和疏水類型之間具有相反的行為。水分子不粘附至疏水性PFPE層的表面，但會滲透到與基材的界面中，從而降低PFPE層的潤濕性。結果，PFPE層反而增加了粘附力。親水性PFPE沒有這種作用，可以改善潤滑性。

“摩擦學簡稱超級潤滑，這是已失去的狀態下的摩擦，有可能發生在納米級材料彼此的接合處”?。

在納米級，摩擦傾向于具有各向異性。當其晶格結構彼此不相容的兩個表面彼此接觸時，所有原子在不同方向上受到不同大小的力。在這種情況下，力彼此抵消，并且基本摩擦力幾乎變為零。即使兩個接觸表面的晶格結構相同，匹配/不匹配也會根據相對角度進行切換，因此摩擦特性也會根據方向而變化。通過超高真空掃描隧道顯微鏡（UHV-STM）的測量首次證明了這一現象。摩擦如果晶格彼此不一致沒有觀察到，當出生對準已被證實的摩擦力。這種在原子級的摩擦學行為是超潤滑的基礎。

固體潤滑劑例如石墨，二硫化鉬（MoS?₂），碳化鈦硅（Ti?₂?SiC?₂）是實例。由于這些材料具有層狀結構，因此對層間剪切力的低抵抗力被認為是造成潤滑的原因。在宏觀上，摩擦涉及許多微觀接觸，即使它們具有不同的尺寸和方向，根據上面的實驗，大多數接觸也是超潤滑的。假定處于狀態。因此，可以解釋的是，這些物質的平均摩擦力xxx降低，并且發揮了潤滑作用。

另一個使用LFM的實驗表明，當施加負垂直載荷時，不會出現粘滑現象。探針被平穩地滑動，平均摩擦力顯然為零。

由于AFM和FFM的出現，在用于潤滑原子尺度熱來是以為不能忽視的是的效果。探頭通過熱激勵在各個方向隨機跳躍。如果探頭支架的掃描速度很慢，則探頭從一個低電位點移動到下一個電位點將花費很長時間，在此期間，探頭會由于熱運動而自行跳到下一個點。可能性增加。因此，探針跟隨支架的運動所需的水平力很小。即，摩擦力xxx減小。對于這樣的現象熱潤滑術語（thermolubricity）中給出。