本报讯 (记者 张伟) “自超滑不是简单的颠覆性创新,而是一项‘根’技术。”中国科学院院士、清华大学教授、自超滑技术开拓者郑泉水,近日在“好望角科学沙龙”上表示,自超滑技术有望克服精密制造、芯片、航天、机器人等领域的隐形痛点,将在第四次工业革命中,为智能化、微型化与高效能器件以及战略性新兴产业赋能。
自超滑,是指无润滑剂条件下固体表面接触滑动时,磨损为零、静摩擦为零、摩擦系数近零的理想状态。自超滑技术与超导技术相类似,实现摩擦和电阻近零状态。在能源领域,超导是实现可控核聚变的关键技术,而在机械领域,自超滑则能解决摩擦和系统损耗等诸多难题。
面向“如何从根本上解决摩擦”问题,郑泉水与其他科研人员在2002年合作发表了一篇论文,在理论层面预测了碳纳米管在特定条件下可能实现极低摩擦现象。历经多次失败后,郑泉水团队最终在2006年首次在实验中观察到了微米级石墨片在大气环境下的自超滑现象。这一研究成果在2012年发表,实现了自超滑技术“从0-1”的突破。
“目前,我们团队基于自超滑技术已经开发出系列产品,其中部分产品已经拿到订单。”郑泉水说。
郑泉水认为,“第四次工业革命的特征是从‘虚拟世界’回到‘重构物理世界’,人工智能(AI)通过与先进制造业深度融合,从而影响物理世界。”他在主题分享中提出,摩擦和磨损带来了能源维度、小型化与高性能、可靠性与安全性的系统性约束,限制了“AI+物理”的发展。
自超滑技术可在能效、结构与系统设计自由度与新产业空间等方面带来革命性机会,让所有带运动部件的机器的能耗降低一两个量级、功率密度和寿命提升几十倍,甚至上百倍。郑泉水说,自超滑技术具有颠覆性的现实意义,能为新质生产力提供物理层面的关键支撑。
目前,郑泉水团队基于自超滑技术开发出微动发电机、通信基站用射频开关芯片和微特电机3款产品。其中,微特电机是连接数字指令(算法、AI)和物理动作(运动、操作)的关键执行器和物理接口,郑泉水称其“正指数式急剧上升为战略性产业的关键”,在自超滑技术的加持下,“相关产品的寿命可从目前全球最高的1200-3000小时提高到4000-1.5万小时,是面向人形机器人领域的最佳方案。”
他认为,正是因为自超滑技术应用广、作用大,才更需要政府、资本、产业、科研机构的协同,在全国不同地区形成差异化、互补性的创新和产业集群,最终成为数智时代面向零摩擦世界的中国方案。

