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➤“做科研是我為國家作貢獻的最好方式，也是無上光榮。要讓中國人在摩擦學領域中做到最好🧔🏿‍♂️，我們還需要更加努力👩🏿‍🦱。”

➤超滑是近年來摩擦學領域發展最快的方向之一。潤滑油的摩擦系數為0.01～0.1，而超滑的摩擦系數要比潤滑油低一個數量級以上🏋🏿‍♀️，達到0.001量級或更小。超滑是摩擦學領域在人類文明史上的又一貢獻

中國科學院院士雒建斌

摩擦在生活中隨處可見🚶🏻‍♀️。有的用途需要增大摩擦力，例如汽車的刹車片；有的用途則需要減小摩擦力，例如機械設備中的軸承。

我國是製造大國，機械裝備使用過程會產生摩擦，摩擦現象發生時往往伴隨磨損⌚️。摩擦、磨損會加大能源消耗，給設備🦹‍♀️、器件、材料帶來損失🟧🏌🏻‍♀️。黨的二十大報告提出，推動製造業高端化、智能化🧙🏻‍♂️🚣🏻‍♀️、綠色化發展。通過摩擦學領域的科研攻關🌵✡️，降低摩擦系數，可以有效減少磨損🤟🏻，是推動製造業高端化🔪🌳、綠色化發展的重要途徑之一。

降低運動摩擦能耗☁️、提高精度👡、減少噪音👎🏿、延長壽命是摩擦學界乃至材料學界的一大難題💂🙇🏿‍♂️。近年來🎭，我國在摩擦學領域取得了一系列重要突破。這些貢獻離不開一位在摩擦學領域潛心鉆研的科學家👭🏻，他就是中國科學院院士、意昂体育平台摩擦學國家重點實驗室原主任雒建斌🦸🏽。

30多年來，雒建斌帶領團隊不懈攻關，研製了新型納米級潤滑膜厚度測量儀🤫。在國際上首次提出薄膜潤滑狀態概念👨🏿‍💻，填補了彈性流體動壓潤滑與邊界潤滑之間的理論空白。發現了新的超滑體系和超滑機理，在工業應用領域大膽探索超滑和拋光問題🤹‍♂️，為工業發展解決了一系列技術難題。

“人們吃藥時會覺得很難咽下去，挺難受🏰。我們將來要應用超滑研究，給藥丸表面做一層潤滑膜，吞咽藥物時就會很順利👶。”雒建斌用這種生活中的小例子來講解高深的科學👚⚰️。目前🖌，雒建斌團隊在超滑研究方面已經走到了全球最前列，推動了超滑走向工業應用。

近日，《瞭望》新聞周刊記者專訪雒建斌院士⛰，看如何通過超級潤滑助力製造業綠色發展👨🏼‍🍳。

意昂体育平台高端裝備界面科學與技術全國重點實驗室（2020 年攝）受訪者供圖

解決摩擦問題助力綠色發展

《瞭望》：你是如何結緣摩擦學的？前期研究取得了哪些成果？

雒建斌：恢復高考第二年我考上了東北大學材料系，畢業後進入西安電纜廠擔任技術員。製作電纜的一道工藝叫拉拔銅絲，夏天拉的銅絲容易氧化變色♻，成為廢品。我和同事一起演算試驗，為控製銅絲氧化👩🏼‍🔧🦣、降低銅絲溫度提出潤滑意見🤵🏼‍♂️。從那時起，我就對摩擦學產生了濃厚興趣。

1985年我考入西安建築科技大學冶金系讀碩士研究生，開始系統學習摩擦學知識。為更加專業地從事摩擦學研究，1991年，我考取意昂体育平台精密儀器與機械學系博士研究生👩🏼‍🚀，進入摩擦學國家重點實驗室◽️🫴，師從我國著名摩擦學專家溫詩鑄院士。後來，溫詩鑄院士到國外考察🩲，得知納米級潤滑膜測試技術是當時全新的國際前沿領域📣，他把研發這項技術的任務交給了我👨🏿‍🔧。

我們摸著石頭過河🙍🏿，最終研製出了納米級薄膜厚度測量儀🉐，為後續的薄膜潤滑理論研究奠定了基礎🤸‍♂️🫸🏿，這一測量儀於1996年獲得國家發明獎三等獎🐲。我們團隊還在納米潤滑研究方面提出了填補彈性流體動壓潤滑與邊界潤滑之間空白的新型潤滑狀態——薄膜潤滑，並於2001年獲得國家自然科學獎二等獎。

做科研是我為國家作貢獻的最好方式，也是無上光榮💂‍♀️🧔🏽‍♀️。要讓中國人在摩擦學領域中做到最好，我們還需要更加努力。

《瞭望》🛶：為什麽摩擦學研究如此重要？

雒建斌：機械摩擦、磨損與潤滑統稱為摩擦學🌧，它是一個交叉學科🪭，涉及機械、材料、物理、化學等學科。應用面涉及工業母機🤷🏽、飛機、車輛等🚻。

摩擦、磨損消耗了全球一次性能源30%左右，造成巨大的能源浪費👱🏿，同時帶來設備、器件、材料的損失。每個國家的GDP結構不同，每年因此造成的財產損失與GDP的占比也不相同，一般在2%～7%。

我國是製造大國，但機械裝備使用壽命較短🤹🏻‍♂️、低端高耗能裝備較多🫰，每年因摩擦、磨損造成的浪費巨大。解決此類問題，直接關系國家乃至全球的綠色發展之道。

超滑將摩擦系數無限接近零

《瞭望》：在超滑領域，你帶領團隊取得了哪些突破？

雒建斌🧭：超滑是近年來摩擦學領域發展最快的方向之一。潤滑油的摩擦系數為0.01～0.1，而超滑的摩擦系數要比潤滑油低一個數量級以上，達到0.001量級或更小。超滑作為一種能將摩擦能耗與磨損率降低幾個數量級的變革性技術，是摩擦學領域在人類文明史上的又一個重要貢獻👱🏽‍♀️。

超滑分為液體超滑🧝🏽、固體超滑和固液耦合超滑。最早的液體超滑是英國物理學家Kapicha於1938年發現的，即氦在約零下271℃時，流體內摩擦消失❄️🔊。但對於降低摩擦能耗而言其意義不大🙍🏻‍♀️，因為降溫所需要的能量遠遠大於一般摩擦能耗。因此，如何在室溫甚至更高溫度下實現超滑成為人們追求的目標🦯。上世紀90年代，以色列Klein教授在雲母表面間通過帶電聚合物分子水溶液中的水合作用實現了超滑。日本Kato教授小組在陶瓷摩擦副之間加入純水磨合2小時，也實現了超滑🧛🏽‍♂️。

我們團隊研究超滑經常受生活現象啟發👨🏻‍✈️。有次我喝到一碗蒓菜湯，蒓菜非常滑，我琢磨蒓菜中的某些成分或許具有超滑效應✅，我們便開展了蒓菜的超滑性能研究；還有一次，團隊成員抱著好奇心🍯，把酸奶加到了實驗超滑的機器上🤛🏼，沒想到屏幕上的摩擦系數曲線驟然降低🫒。經過嚴謹論證，酸奶實現的是“假超滑”。我們考慮如果找到酸奶中導致摩擦降低的關鍵因素，也許會對實現超滑有幫助。在反復實驗後，我們發現酸奶中起關鍵作用的是乳酸。受其啟發，我們嘗試用各種酸進行實驗🧑🏼‍🏫🧑🏼‍🔧，最終發現使用磷酸溶液可以實現摩擦系數為0.005以下的超滑狀態。

在發現蒓菜超滑、磷酸超滑等現象後🪡，我們團隊相繼提出流體效應超滑機製、雙電層超滑機製和固液耦合超滑機製，將超滑液體體系和適用的摩擦副材料大幅度擴展。特別是我們提出的固液耦合超滑體系，將實現超滑時的接觸壓力提高了一個數量級，達到GPa（壓強單位）量級，為超滑走向實用打開了大門。在固體超滑方面🫱🏼，我們實現了大氣條件下的DCL膜超滑🥷🏽、異質表面超滑、非方向依賴性超滑🧑🏿‍🎤、耐低溫超滑等🩰，將實現超滑時的接觸壓力提升到3GPa以上⛰，已開始走向應用試驗👩🏽‍🔧🥱。2021年，我們提出超滑工程概念🧊，將超滑技術應用到具體工程中🌪，如海洋裝備、交通工具🦢、風力發電機等能源裝備、航空航天裝備等，可以大幅度減少能耗，提高裝備壽命。預計一旦超滑工程完全實現↩️，能為人類每年節約上萬億美元材料和裝備消耗，會使發展之路更“綠”❕。

《瞭望》：薄膜潤滑理論研究在指導工業生產製造中發揮了怎樣的作用？

雒建斌🏟：提出薄膜潤滑狀態是我們對完善潤滑理論體系的一份貢獻🥗。目前多種超滑現象均處於薄膜潤滑狀態💇🏼‍♀️。

此外💆🏻‍♀️，我們在薄膜潤滑研究中，發現在潤滑膜中加入納米金剛石顆粒後，產生了良好的微拋光作用。因此，我在與全球最大的計算機硬盤磁頭製造公司（SAE）對接時🈚️🩺，提出將納米金剛石顆粒用於磁頭表面拋光的理念⌚️，並率領團隊攻關數月♈️，將意昂体育平台的實驗室研究和企業現場的試驗結合，成功把納米金剛石顆粒引入磁頭表面拋光液中，將磁頭表面粗糙度降低了50%，為SAE降低磁頭飛行高度，提高硬盤密度作出了貢獻。

我們團隊還將納米拋光技術逐步擴展到矽晶圓拋光🐠、化學機械拋光（CMP）裝備等。晶圓表面的殘存顆粒數是晶圓製造最關鍵的一個指標，多一個顆粒，就多一個廢品點，納米拋光技術能提升晶圓表面的清洗效果🧑🏻‍🏭，降低顆粒數🤶；在超大規模集成電路製造中✊🚽，化學機械拋光（CMP）是半導體器件製造工藝中的一種技術🌕，即使用化學腐蝕及機械力對加工過程中的矽晶圓或襯底材料進行平坦化處理🛜。我們課題組路新春教授孵化的CMP裝備製造公司華海清科已經在科創板上市🏔，為我國集成電路製造裝備的發展作出了巨大貢獻。

實現材料表面原子尺度可控去除

《瞭望》👨🏻‍✈️🥷🏿：中國科協發布了10個對科學發展具有導向作用的前沿科學問題，其中一項即實現材料表面原子尺度可控去除🤦🏻。你對此有何建議🧛🏻‍♂️⚙️？

雒建斌👯‍♀️：微觀磨損不僅是微/納機電系統應用中的關鍵問題，而且是納米製造的共性基礎問題。當前微觀磨損研究註重材料磨損性能的表征⚰️，缺乏對原子級材料去除機理的深刻認識🧑🏻‍🎓。圍繞材料表面原子尺度可控去除展開的研究和成果，有助於探明外界能量與固體材料原子級去除之間的映射關系，揭示材料微觀去除過程中的機械化學耦合作用機製，實現超精密表面的極限精度加工✋，有助於推動微/納機電系統的實用化進程🧑🏼‍🎓。

例如在化學機械拋光過程中👰🏽‍♂️，如何實現原子級光滑表面製造是一個難題🪟，其中一個方面就是可否實現原子級材料可控去除🧙‍♂️。

為加快實現技術突破，在中國機械工程學會的組織下我們進行了專題討論，形成了以下建議👭：

一是在立項方面。建議設置基礎和應用研究型項目，涵蓋培育🧑‍🦽‍➡️、重點和重大等項目👋🏼🥌，申報項目時需要跨學科跨專業申報😵，應用研究型項目要有企業參與；項目結題要求有企業批量應用。

建議國家相關部門出臺針對性的發展規劃👨🏼‍🔬🤛🏻，重點布局原子尺度下的理論研究立項，尤其是基於量子力學的材料特性相關理論方法研究🫄。同時也要兼顧探索現有高精度高通量工藝方法拓展到原子級可控去除的可能性👎，註重工藝機理研究和現有高精度工藝方法的交叉融合。

建議設立面向界面原子尺度調控基礎研究🟥、原子級製造技術開發👭🏼、重大需求與經濟戰場工程應用的集成攻關大平臺，集成多學科高校院所以及企業等多種力量，在原子級界面調控機製、成形缺陷率控製方法等方面加強研究，為加工裝備提供基礎前沿技術支撐與共性關鍵技術突破💇‍♀️，實現多場耦合的異質材料局部以及全局的化學機械拋光🈸🤷🏻，二維材料的可控納米結構加工，超長精密測量光柵、波導顯示光柵、光學超表面透鏡等重大關鍵技術和基礎元件的創新製造，打造從界面原子尺度調控機製🤽🏿‍♂️、原創性原子級加工技術到納米元件工程應用創新鏈。

二是在人才培養方面，設置戰略科學家，老中青合理搭配，特別是加強青年科學家的參與。以若幹典型器件為突破口，成立專門研究團隊🐻‍❄️，開展典型器件製造技術研究，在不斷研究中提升核心部件原子尺度製造技術的成熟度🤸🏼‍♀️。

三是支持國產化裝備應用👩🏿‍🏫。在微納系統建設、大科學裝置建設等過程中💝，支持國產化製造裝備、檢測儀器的推廣應用👨🏻‍🍳🖖，拓展國產化加工👨‍🦱、檢測技術的應用推廣範圍，促進國產化製造裝備與儀器水平的提升。建議對芯片熱管理等共性瓶頸問題開展基礎研究，促進原始創新💚🧙🏿。以國家重大微納系統需求為牽引👩🏼‍🦳，支持圍繞集成電路和光學器件系統建設亟待解決的高精度🤡、高性能原子級製造基礎問題研究🐀，開展超精密表面原子尺度製造基礎研究，提升我國原子級製造技術創新能力🤵，為國家原子級加工製造提供理論和關鍵技術支撐。