コンスタンツ大学の科学者チームは、磁気相互作用によって引き起こされる、物理的な接触を伴わない新しいタイプの滑り摩擦を特定した。この現象は、摩擦が荷重とともに一定の割合で増加するという300年来の物理法則であるアモントンの法則を覆すものであり、特定の距離で摩擦がピークに達することを示している。この研究成果は『Nature Materials』誌に掲載された。
コンスタンツ大学の研究チームは、自由回転する磁気素子の2次元配列を別の磁気層の上方に配置した卓上実験を行った。両層は物理的に接触していないにもかかわらず、滑り運動中に磁気相互作用によって測定可能な摩擦が発生した。チームは層間の距離を変化させることで実効荷重を制御し、磁気構造の変化を観測した。摩擦は両層が非常に近い場合や離れている場合には最も低くなるが、中間的な距離では磁気的な特性の競合（上層は反平行配列を好み、下層は平行配列を好む）により急激に上昇することが判明した。この矛盾がヒステリシスを伴う絶え間ない再配向を引き起こし、エネルギー損失の増大と摩擦のピークを生み出す。これは、表面変形を介して摩擦を押し付ける力と線形に関連付けるアモントンの法則に違反している。アモントンの法則は、重い物体ほど押しにくいといった日常的な観察に基づき、300年以上にわたって支持されてきた。しかし磁気システムにおいては、従来のモデルでは説明できない内部再配列が運動によって引き起こされる。実験を行ったHongri Gu氏は「磁気層間の距離を変えることで、ローターが滑りながら絶えず再編成される相互作用の競合領域にシステムを駆動することができた」と述べた。理論モデルを構築したAnton Lüders氏は「理論的観点から見て、このシステムが驚異的なのは、摩擦が物理的な表面接触からではなく、磁気モーメントの集団的なダイナミクスから生じている点にある」と指摘した。プロジェクトを監督したClemens Bechinger氏は「注目すべきは、ここでの摩擦が完全に内部の再編成から生じていることだ。摩耗も表面粗さも直接的な接触もない。エネルギー散逸は磁気的な集団再編成のみによって生成される」と付け加えた。この物理現象はスケールに依存せず、原子レベルの薄い磁性材料にも適用できる可能性がある。潜在的な応用分野としては、摩擦メタマテリアルの摩擦調整、適応型減衰システム、マイクロ・ナノ電気機械システム（MEMS/NEMS）、磁気軸受、振動絶縁などが挙げられる。Hongri Gu氏、Anton Lüders氏、Clemens Bechinger氏によるこの研究は『Nature Materials』誌に掲載された（DOI: 10.1038/s41563-026-02538-1）。