摩擦发热和热量传递是自然界中最普遍的物理现象，但往往看似简单的现象却蕴含着极为深刻的科学奥秘。东南大学机械学院陈云飞教授领衔的科研团队，沉浸于“摩擦力”研究20余载，所取得的项目成果获得2018年国家自然科学二等奖。

　　此次获奖项目名称为“摩擦界面的声子传递理论与能量耗散模型”，听起来是不是特别深奥？“声子”又是什么？“热量在固体结构中主要表现为原子的热振动，振动能量的量子化称为‘声子’。”陈云飞教授解释道，“简单来说，我们主要研究的是摩擦过程中的能量损耗与热量传递。全球约三分之一的一次性能源浪费在摩擦过程中，摩擦磨损是机械零部件的主要失效形式，所以我们需要去做摩擦的本质和耗能机理的基础研究，为解决上述问题提供理论依据。”

　　基础科学研究往往是理论性的，在外人看来甚至非常“枯燥乏味”。提及为什么能在这个领域深扎稳打一钻研就是20多年，陈云飞说道：“近一个世纪以来，国内外学者一直在探索摩擦的声子耗散机理。然而由于摩擦界面的复杂性，迄今为止摩擦的本质和耗能机理仍不清晰。”凭着科研人员的一股子钻研劲，陈云飞就想把这个理论问题深入研究下去。

　　“我们从2000年开始，先后对80多组多层膜结构进行实验测试，进展不大。”这是团队遇到的一个很难突破的瓶颈期，这个时间大概持续了两年。之前，团队一直是跟着国际上的研究路径去做实验，却没什么进展，那么，为什么不去尝试一下别的研究路径呢？“2002年我们改变了思路，采用了分子动力学模型对多层膜结构进行建模，揭示了声子在多层膜结构输运的机理，发现了法向导热系数最小值出现的条件！”

　　这一科学发现意味着什么？“它将为工程上实现摩擦系数和导热系数的主动调控提供可能，在飞行器主动热防护等领域具有重要的工程应用价值。”陈云飞说。他举例解释，比如工程中，有些地方需要较大摩擦力，但还有些地方需要较小的摩擦力，这个科学发现对极端环境下摩擦力的调控提供了一个有效手段；同样在工程应用中，有些需要结构的导热系数高，有些需要结构的导热系数低，这个科学发现也为工程上导热系数的调控提供了方法和途径。

　　经过20多年的研究，项目组在摩擦声子能量损耗方面，主要发现摩擦力的大小与声子频率的定量关系；在多层膜结构的声子热传递方面，在国际上最先给出最小值出现的条件，成为国际同行寻找导热系数最小值的一个通用方法。

　　“基于我们的研究发现，美国劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员于2014年首次在实验上得到了多层膜导热系数最小值。”陈云飞对此感到十分自豪，但同时他又很谦虚地认为：“声子能量损耗和声子传递是一个基础研究命题，我们只能说取得了点滴进步，不能说解决了这个命题，我们还将围绕这一命题继续开展研究工作，争取取得更多的成绩。” 记者 蔡姝雯