“自超滑不是簡單的‘顛覆性創(chuàng)新’,而是一項‘根技術(shù)’?!敝袊茖W(xué)院院士、清華大學(xué)教授、著名力學(xué)家、自超滑技術(shù)開拓者、創(chuàng)生教育科技工程開創(chuàng)者鄭泉水1月15日在“好望角科學(xué)沙龍”上表示,自超滑技術(shù)有望克服精密制造、芯片、航天、機器人等領(lǐng)域的“隱形痛點”,將為第四次工業(yè)革命中智能化、微型化與高效能器件以及戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)賦能。
自超滑,是指無潤滑劑條件下固體表面接觸滑動時,磨損為零、靜摩擦為零、摩擦系數(shù)近零的理想狀態(tài)。自超滑技術(shù)與超導(dǎo)技術(shù)相類似,實現(xiàn)摩擦和電阻近零的狀態(tài)。在能源領(lǐng)域,超導(dǎo)是實現(xiàn)可控核聚變的關(guān)鍵技術(shù);而在機械領(lǐng)域,自超滑技術(shù)則能解決摩擦和系統(tǒng)損耗等諸多難題。
面向“如何從根本上解決摩擦”,鄭泉水與蔣慶教授于2002年合作發(fā)表了一篇關(guān)鍵論文,在理論層面預(yù)測了碳納米管在特定條件下可能實現(xiàn)的極低摩擦現(xiàn)象。經(jīng)歷多次失敗后,鄭泉水團隊在2006年,首次在實驗中觀察到了微米級石墨片在大氣環(huán)境下的自超滑現(xiàn)象。最終,鄭泉水團隊這一研究成果在2012年發(fā)表,實現(xiàn)了自超滑技術(shù)“從0到1的突破”。

“目前,我們團隊已經(jīng)基于自超滑技術(shù)開發(fā)出系列產(chǎn)品,其中部分產(chǎn)品已經(jīng)拿到訂單。”鄭泉水表示。
鄭泉水認為,“第四次工業(yè)革命的特征是從‘虛擬世界’回到‘重構(gòu)物理世界’,人工智能通過與先進制造深度融合,從而影響物理世界?!彼谥黝}分享中提到,摩擦和磨損帶來了能源維度、小型化與高性能、可靠性與安全性的系統(tǒng)性約束,限制了“AI+物理”的發(fā)展。
自超滑技術(shù)則在能效、結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)設(shè)計自由度、新產(chǎn)業(yè)空間等方面帶來革命性機會,讓所有帶運動部件的機器的能耗降低一兩個量級、功率密度和壽命提升幾十倍,甚至上百倍。鄭泉水說,自超滑技術(shù)具有顛覆性的現(xiàn)實意義,能為“新質(zhì)生產(chǎn)力”提供物理層面的關(guān)鍵支撐。
目前,鄭泉水團隊基于自超滑技術(shù)開發(fā)出微動發(fā)電機、通信基站用射頻開關(guān)芯片和微特電機三款產(chǎn)品。其中,微特電機是連接數(shù)字指令(算法、AI)和物理動作(運動、操作)的關(guān)鍵執(zhí)行器和物理接口,鄭泉水稱其“正指數(shù)式急劇上升為戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵”,而在自超滑技術(shù)的加持下,“相關(guān)產(chǎn)品的壽命可從目前全球最高的1200-3000小時提高到4000-15000小時,是面向人形機器人領(lǐng)域的最佳方案?!编嵢f。
他認為,正是因為自超滑技術(shù)應(yīng)用廣、作用大,才更需要政府、資本、產(chǎn)業(yè)、科研機構(gòu)的協(xié)同,使自超滑技術(shù)成為國家層面的“底層能力”,在全國不同地區(qū)形成差異化、互補性的創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)集群,最終成為數(shù)智時代下面向零摩擦世界的中國方案。
沙龍環(huán)節(jié),鄭泉水還與南京原子制造研究所副所長張春峰和多位科創(chuàng)界、投資界代表,圍繞“自超滑技術(shù)與原子級制造的雙向賦能”等話題進行了主題討論。
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