主办单位：中国科普作家协会
承办单位：北京青蜜科技有限公司、北京果壳互动科技传媒有限公司、科学松鼠会、科普中国网
协办单位：上海科普作家协会、北京科学技术普及创作协会、四川省科普作家协会、南方科技大学人文科学中心、吉林新闻综合广播
© 2017-2021 中国科普作家协会 版权所有京ICP备16066679号-1
《矛与盾——摩擦与润滑之战！》
现代科学的润滑机理
先看评语
这是开玩笑，但是两个物体的接触的物理图像我们已经说清楚了：一方面是两个物体表面的凹凸，我们把它叫粗糙度，这个也可以测量的；另一方面则是两侧多层结构的互相作用。那我们知道了物体表面的物理图像，那么就可以知道两个物体接触以后发生滑动，一方面是表面的凹凸，也就是粗糙度在作祟，另一方面这是两个多层汉堡在互相打架。如果我们能在这两方面做工作，就能够做到减少摩擦力，做到润滑。
现在主要的润滑剂有四种：固体润滑、流体润滑、边界润滑、极压润滑，我们一种一种说。固体润滑：比如石墨、滑石粉等等，帮助修饰物质表面的粗糙度，比如我们婴儿用的爽身粉。
强生婴儿爽身粉去年的新闻报道，期待后续。
流体润滑：和古埃及人一样，用一些流体注入两个物体之间，一方面填充粗糙度，另一方面形成一个物理吸附层，如果这个物理吸附层的摩擦力更低，从宏观上就显得更加润滑了。这是我们最常见的润滑方式，比如我们手上出汗，就感觉手滑，因为水也可以起到润滑作用。还有机械、汽车里面用的机油，用的就是很多类型的矿物油，煤油等等。需要注意的是，流体润滑只是物理吸附，不能填充所有的接触面，所以如果使用一些铺展性好的流体，效果更好。在表面化学里，表面张力越低，铺展性越好，这就是为什么矿物油的效果比水要好的原因。
水的表面张力70，矿物油、植物油的表面张力30-40，而硅油的表面张力可以到30以下，所以硅油更加润滑。在我们身边也能看到硅油的影子，比如护手霜、洗发水、护发素里。大家千万不要被无硅洗发水的噱头骗了，我以一个有机硅多年从业者的人格向大家担保：有机硅跟人体没有任何反应性，留在头发里一万年也没有任何问题。
秀发如此顺滑，硅油功不可没！
那么大家会想到了，再接下来，是不是要更深入一点，形成一个化学吸附膜了？恭喜你答对了！这就是边界润滑。边界润滑剂不仅有物理吸附，还有一些反应基团，比如羟基、羧基等极性基团，这些基团可以通过氢键吸附到物体表面，形成一种更加紧密的吸附膜。这个吸附膜不像流体润滑，由于是化学吸附，它可以分布到物体的几乎所有表面，因此润滑性更好。这种润滑，我举个例子：比如肥皂，大家都知道它很滑，因为它就是硬脂酸盐，硬脂酸的羧基可以和物体表面吸附成膜。工业上很多地方也用到皂类物质来润滑，比如硬脂酸钙乳液，油酸三乙醇胺，就是这个原理。
肥皂的滑腻来自硬脂酸盐和身体表面形成的化学吸附膜。
再往深了说就是形成化学反应层了，这就是极压润滑，现在所知的最牛逼的润滑方式。也就是通过一些化学物质与基材表面反应，生成一张很滑的化学反应层！这类化学物质我们把叫做极压剂，最常用的极压剂是氯、硫、磷的化合物。钢铁加工中都要用磷处理一下，既可以保护不腐蚀，也可以做到润滑表面，所谓的“磷化”一方面是防腐，另一方面也可以起到润滑作用。还比如硫可以跟铁表面形成一层光滑的硫化亚铁无机膜。
磷化处理前后的铁制件。
一般来说，液体润滑剂用的比较多，流体润滑、边界润滑甚至极压润滑是同时进行的。大家明白其中的道理就好，这个道理的基础就是物质表面的层级。现在摩擦学已经成为了一门学问，是一门跨界学科，牵涉到流体力学、化学、材料学、机械、热力学、固体物理等等。因为摩擦学跟很多行业的生产都很相关，所以也需要基础理论的跟进，我国清华大学有一个摩擦学重点实验室，其中的雒建斌院士就是这方面的专家。
现在业内的眼光更已经深入到微纳米摩擦学，之所以要深入到微纳米级别，是因为我们要更深层次的去认识物质表面的结构，才能更清晰的了解摩擦的实际机理。
我说了这么多，总结一下，摩擦力的各个层面都摆脱不了化学键的电子相互作用，实际上是多种很复杂的电磁力的结合。
摩擦力归根到底是电磁力在物质表面各个层级发挥作用。
-完-
科普作品
矛与盾——摩擦与润滑之战！
| 目录
(共4章)
评委点评
评语汇总
文章篇幅不长，但内容很丰富。从一个小范围入手，对摩擦与润滑这一对立统一过程的现象描述清楚，机理阐释深入，是一篇短小精悍的科普佳作。但是要注意图片版权，适当锤炼文字。
2017-11-08 22:05 匿名 ——
正如另一位评委所言，本文很适合作为学校的补充性阅读，且在这一方面我认为本文有着非常出色的一点:摩擦与润滑是物理学最基本的概念之一，但又可以在知识深度上不断深挖，这使得各个年龄段各个知识水平的读者都可以在本文中汲取到新知——这一点是非常难能可贵的，也希望作者能在第二轮的扩写中将这一优势更大地发挥出来。 但每一枚硬币都有两面，与朋友圈疯狂转发的一类趣味科普博文不同，这样的基础物理类选题多半意味着较低的传播性——所幸作者的行文非常流畅易懂，图文并茂，读来非常抓人。 这是一篇非常优秀的科普类作品，希望作者可以对文章的文学性稍加润色，十分期待本文在第二轮中的表现！
2017-11-08 21:57 石冀青 ——
文章行文流畅，用不长的篇幅为读者深入浅出的介绍了摩擦的相关知识。文中还穿插了较多的配图，方便读者理解。
2017-11-07 21:17 匿名 ——
选题不错，科学原理解释得明白晓畅。文字可以进一步美化。文中不宜出现第一人称的“我”。另外，科普作品中出现品牌名也不合适。
2017-11-04 15:57 匿名 ——
科学性和严谨性还是比较符合科普作品特征，但作为文学作品是否还是欠缺了一些我文学性，对于完全外行的读者，本文是否能够吸引他们去阅读呢？
2017-10-24 17:27 匿名 ——
文章语言通俗易懂而又引人入胜，先从我们身边的摩擦与润滑讲起，吸引读者，进而回顾摩擦与润滑的历史，再进而阐述现代科学的摩擦与润滑机理，层层深入。另一方面，作者在题目中巧用比喻，把摩擦与润滑比作矛与盾，生动形象又点名了本文的主要讲述对象。本文是一篇优秀的科普文章
2017-10-03 15:47 匿名 ——
本文选材新颖，从摩擦与润滑的矛盾和统一着眼，贯穿基础物理学的概念，实现了科学传播的目的。思想、实用、新颖、科学性都没有任何问题。中小学生读者群可以有很好的阅读收获。所以本文特别适合作为学校教育的有意补充，开阔学生眼界，用生活实际联系书本所学，起到了广义的教育的目的。美中不足的是，作者的语言文字可以进一步修饰完善，艺术性需要进一步训练。
2017-09-26 16:44 匿名 ——
这篇意外的不错，这位作者的科普风格很好，先是从生活中引出摩擦，再从科技实践的角度把摩擦力学和材料表面力学讲得深入浅出，而且看得出来为了接下来的扩写，作者留了个话头。文章比较成熟，举例恰当，配图及时，像一篇PPT讲稿，在思想水平，科学性和能否吸引读者等方面都可以取得不低的分数，但作为比较偏向物理基础研究的科普作品，这篇的选题吃了点儿亏。
2017-09-04 12:57 高雪雨 ——