我国科学家突破"零摩擦"技术瓶颈 自超滑技术或引发制造业革命性变革

问题: 当前,新一轮科技革命和产业变革加速演进,制造业向高端化、智能化、绿色化转型对关键底层技术提出更高要求。

传统机械系统普遍存在摩擦损耗大、能效提升空间受限、寿命与可靠性受制约等共性瓶颈,这不仅推高高端装备运行成本,也制约精密制造、先进通信终端等产业的性能边界。

如何以颠覆性技术突破“能耗—寿命—性能”约束,形成可持续的产业竞争力,成为区域培育新质生产力的重要课题。

原因: 摩擦与磨损是工程系统长期面对的基础性难题。

无论是精密轴承、微纳运动部件,还是极端环境装备,摩擦都会导致能量损失、发热、材料剥落与性能漂移,形成“越高性能越难稳定”的工程悖论。

与此同时,产业升级对“更小尺度、更高精度、更高可靠性”的需求不断上升,推动制造从宏观加工向微纳制造、再向原子级精度逼近。

基础研究突破若缺少产业链协同与人才供给,往往难以跨越从实验室到规模化应用的“鸿沟”。

在此背景下,围绕自超滑与原子级制造的交叉探索,被认为可能为高端制造提供新的底层支撑。

影响: 沙龙现场聚焦的自超滑概念,指在无润滑条件下固体表面接触滑动时实现磨损为零、静摩擦为零、摩擦系数近零的理想状态。

若相关机理与工程化路径实现稳定可控,意味着带运动部件的设备在能耗、寿命、功率密度等关键指标上存在跨越式提升空间:一方面可显著降低运行能耗与维护成本,另一方面可提升关键部件可靠性与使用寿命,从而带动高端装备、智能终端等产业链整体升级。

更重要的是,这类底层技术具备外溢效应:在6G与卫星互联网等对器件可靠性、能效与小型化要求更高的领域,材料与制造环节的突破可能成为决定性变量。

对区域发展而言,底层技术一旦形成可复制的产业化路线,将为松江乃至上海、长三角构建更具韧性的先进制造体系提供支点,推动“以创新塑造产业、以产业反哺创新”的良性循环。

对策: 围绕“从科学发现走向产业引擎”的命题,与会人士普遍认为需形成系统性推进机制。

其一,强化“技术—场景—标准”联动,聚焦可落地的应用场景开展工程验证,推动关键指标可测量、可对标、可迭代,避免停留在概念热度与单点突破。

其二,建设跨学科协同研发体系,在力学、材料、精密制造、表面工程等方向打通链条,提升从机理研究到工艺装备的集成能力。

其三,完善成果转化与产业化支持,推动科研机构、企业和资本形成稳定合作关系,在中试平台、工艺放大、质量体系与知识产权布局等方面提前谋划。

其四,把人才作为长期变量,构建面向前沿交叉领域的培养与引进机制。

郑泉水在主旨演讲中提出以“技术+人才”双轮驱动的思路,强调在数智化趋势下,通过教育与科研组织方式创新,提升从源头创新到工程落地的连续供给能力。

前景: 从全球产业竞争格局看,面向下一代高端制造的竞争正在向底层原理、关键工艺与工程体系延伸。

自超滑与原子级制造的“互促”路径,可能在两个方向上释放潜力:一是以更低损耗、更高可靠性支撑装备性能跃升,二是以更高精度、更稳定的制造能力为先进材料与器件迭代打开空间。

与此同时,技术产业化仍需面对规模化一致性、复杂工况适配、成本与供应链等现实约束,决定其进程的不仅是单项突破,更在于体系化能力建设与生态协同。

作为面向前沿的跨界交流平台,“好望角科学沙龙”持续聚焦人工智能、光子科学、量子计算、核能、生命科学、合成生物学等领域,体现出以平台聚合资源、以机制促进转化的探索方向。

随着第十期活动落地,围绕硬科技成果转化的区域性“创新共同体”建设有望进一步提速。

科技创新的价值在于其对生产实践的指导意义。

自超滑技术从实验室走向产业应用的过程,正是我国新质生产力建设的生动缩影。

当下,抓住前沿科技创新的机遇,构建从基础研究、技术开发、成果转化到产业应用的完整链条,已成为区域竞争力提升的必然选择。

好望角科学沙龙等创新平台的持续深化,预示着以科技创新驱动经济发展的新格局正在形成,这将为我国制造业的智能化、高端化升级提供源源不断的科技支撑。