?/span>?/span>做科研是我ؓ(f)国家作A(ch)献的最好方式，也是无上光荣。要让中国h在摩擦学领域中做到最好，我们q需要更加努力?span lang="EN-US">?/span>
?/span>滑是近q来摩擦学领域发展最快的方向之一。润滑a(b)的摩擦系Cؓ(f)0.01?span lang="EN-US">0.1Q而超滑的摩擦pL要比润滑油低一个数量以上Q达?span lang="EN-US">0.001量或更。超滑是摩擦学领域在人类文明史上的又一贡献
中国U学院院士雒建斌
摩擦在生zM随处可见。有的用途需要增大摩擦力Q例如汽车的刹R片；有的用途则需要减摩擦力Q例如机械设备中的uѝ?/span>
我国是制造大国，机械装备使用q程?x)生摩擦，摩擦现象发生时往往伴随损。摩擦、磨损会(x)加大能源消耗，l设备、器件、材料带来损失。党的二十大报告提出Q推动制造业高端化、智能化、绿色化发展。通过摩擦学领域的U研dQ降低摩擦系敎ͼ可以有效减少损Q是推动刉业高端化、绿色化发展的重要途径之一?/span>
降低q动摩擦能耗、提高精度、减噪韟뀁g长寿命是摩擦学界乃至材料学界的一大难题。近q来Q我国在摩擦学领域取得了(jin)一pd重要H破。这些A(ch)献离不开一位在摩擦学领域潜?j)钻研的U学Ӟ他就是中国科学院院士、清华大学摩擦学国家重点实验室原MQ雒徏斌?/span>
30多年来，雒徏斌带领团队不懈攻养I研制?jin)新型纳c润滑膜厚度测量A。在国际上首ơ提?gu)膜润滑状态概念，填补?jin)弹性流体动压润滑与边界润滑之间的理论空白。发C(jin)新的滑体系和超滑机理，在工业应用领域大胆探索超滑和抛光问题Qؓ(f)工业发展解决?jin)一pd技术难题?/span>
“h们吃药时?x)觉得很隑֒下去Q挺隑֏。我们将来要应用滑研究Q给药丸表面做一层润滑膜Q吞咽药物时׃(x)很顺利。”雒建斌用这U生zM的小例子来讲解高qU学。目前，雒徏斌团队在滑研究斚w已经走到?jin)全球最前列Q推动了(jin)滑走向工业应用?/span>
q日Q《瞭望》新d刊记者专讉K建斌院士Q看如何通过润滑助力刉业l色发展?/span>
清华大学高端装备界面U学与技术全国重点实验室Q?span lang="EN-US">2020 q摄Q受访者供?/span>
解决摩擦问题助力l色发展
《瞭望》：(x)你是如何l缘摩擦学的Q前期研I取得了(jin)哪些成果Q?/span>
雒徏斌：(x)恢复高考第二年我考上?jin)东北大学材料系Q毕业后q入西安늼厂担L术员。制作电(sh)~的一道工艺叫拉拔铜丝Q夏天拉的铜丝容易氧化变Ԍ成ؓ(f)废品。我和同事一h试验，为控刉丝氧化、降低铜丝温度提出润滑意见。从那时P我就Ҏ(gu)擦学产生?jin)浓厚兴?/span>
1985q我考入西安建筑U技大学冉p读士研究生，开始系l学?fn)摩擦学知识。ؓ(f)更加专业C事摩擦学研究Q?span lang="EN-US">1991q_(d)我考取清华大学_֯仪器与机械学pd士研I生Q进入摩擦学国家重点实验室，师从我国著名摩擦学专家温诗铸院士。后来，温诗铔R士到国外考察Q得知纳c润滑膜测试技术是当时全新的国际前沉K域，他把研发q项技术的d交给?jin)我?/span>
我们摸着矛_q河Q最l研制出?jin)纳c薄膜厚度量仪，为后l的薄膜润滑理论研究奠定?jin)基Q这一量仪于1996q获得国家发明奖三等奖。我们团队还在纳cx滑研I方面提Z(jin)填补Ҏ(gu)流体动压润滑与边界润滑之间I白的新型润滑状?span lang="EN-US">—?/span>薄膜润滑Qƈ?span lang="EN-US">2001q获得国家自然科学奖二等奖?/span>
做科研是我ؓ(f)国家作A(ch)献的最好方式，也是无上光荣。要让中国h在摩擦学领域中做到最好，我们q需要更加努力?/span>
《瞭望》：(x)Z么摩擦学研究如此重要Q?/span>
雒徏斌：(x)机械摩擦、磨损与润滑l称为摩擦学Q它是一个交叉学U，涉及(qing)机械、材料、物理、化学等学科。应用面涉及(qing)工业母机、飞机、R辆等?/span>
摩擦、磨损消耗了(jin)全球一ơ性能?span lang="EN-US">30%左右Q造成巨大的能源浪费，同时带来讑֤、器件、材料的损失。每个国家的GDPl构不同Q每q因此造成的胦(ch)产损׃GDP的占比也不相同，一般在2%?span lang="EN-US">7%?
我国是制造大国，但机械装备用寿命较短、低端高耗能装备较多Q每q因摩擦、磨损造成的浪费巨大。解xc问题，直接关系国家乃至全球的绿色发展之道?/span>
滑摩擦系数无限接q零
《瞭望》：(x)在超滑领域，你带领团队取得了(jin)哪些H破Q?/span>
雒徏斌：(x)滑是近q来摩擦学领域发展最快的方向之一。润滑a(b)的摩擦系Cؓ(f)0.01?span lang="EN-US">0.1Q而超滑的摩擦pL要比润滑油低一个数量以上Q达?span lang="EN-US">0.001量或更。超滑作ZU能摩擦能耗与损率降低几个数量的变革性技术，是摩擦学领域在hcL明史上的又一个重要A(ch)献?/span>
滑分ؓ(f)液体滑、固体超滑和固液耦合滑。最早的液体滑是英国物理学?span lang="EN-US">Kapicha?span lang="EN-US">1938q发现的Q即氦在U零?span lang="EN-US">271?/span>Ӟ体内摩擦消失。但对于降低摩擦能耗而言其意义不大，因ؓ(f)降温所需要的能量q远大于一般摩擦能耗。因此，如何在室温甚x高温度下实现滑成ؓ(f)Zq求的目标。上世纪90q代Q以色列Klein教授在云母表面间通过带电(sh)聚合物分子水溶液中的水合作用实现?jin)超滑。日?span lang="EN-US">Kato教授组在陶h擦副之间加入U水合2时Q也实现?jin)超滑?/span>
我们团队研究滑l常受生zȝ象启发。有ơ我喝到一莼菜汤Q莼菜非常滑Q我琢磨D中的某些成分或许h滑效应Q我们便开展了(jin)D的超滑性能研究Q还有一ơ，团队成员q好奇?j)，把酸奶加C(jin)实验滑的机器上Q没惛_屏幕上的摩擦pL曲线骤然降低。经q严谨论证，酸奶实现的是“假滑”。我们考虑如果扑ֈ酸奶中导致摩擦降低的关键因素Q也怼(x)对实现超滑有帮助。在反复实验后，我们发现酸奶中v关键作用的是乳酸。受其启发，我们试用各U酸q行实验Q最l发C用磷酸溶液可以实现摩擦系Cؓ(f)0.005以下的超滑状态?/span>
在发现莼菜超滑、磷酸超滑等现象后，我们团队相提出体效应滑机制、双?sh)层滑机制和固液耦合滑机制Q将滑液体体系和适用的摩擦副材料大幅度扩展。特别是我们提出的固液耦合滑体系Q将实现滑时的接触压力提高?jin)一个数量Q达?span lang="EN-US">GPaQ压强单位）(j)量Qؓ(f)滑走向实用打开?jin)大门。在Z滑斚wQ我们实C(jin)大气条g下的DCL膜超滑、异质表面超滑、非方向依赖性超滑、耐低温超滑等Q将实现滑时的接触压力提升?span lang="EN-US">3GPa以上Q已开始走向应用试验?span lang="EN-US">2021q_(d)我们提出滑工程概念Q将滑技术应用到具体工程中，如vz装备、交通工兗风力发甉|{能源装备、航I天装备等Q可以大q度减少能耗，提高装备寿命。预计一旦超滑工E完全实玎ͼ能ؓ(f)人类每年节约上万亿美元材料和装备消耗，?x)发展之\更“绿”?/span>
《瞭望》：(x)薄膜润滑理论研究在指导工业生产制造中发挥?jin)怎样的作用？
雒徏斌：(x)提出薄膜润滑状态是我们对完善润滑理Zpȝ一份A(ch)献。目前多U超滑现象均处于薄膜润滑状态?/span>
此外Q我们在薄膜润滑研究中，发现在润滑膜中加入纳c金刚石颗粒后，产生?jin)良好的微抛光作用。因此，我在与全球最大的计算机硬盘磁头制造公司（SAEQ对接时Q提出将U米金刚石颗_用于磁头表面抛光的理念Qƈ率领团队d数月Q将清华大学的实验室研究和企业现场的试验l合Q成功把U米金刚石颗_引入磁头表面抛光液中，磁头表面粗p度降低?span lang="EN-US">50%Qؓ(f)SAE降低头飞行高度Q提高硬盘密度作Z(jin)贡献?/span>
我们团队q将U米抛光技术逐步扩展到硅晶圆抛光、化学机械抛光（CMPQ装备等。晶圆表面的D存颗粒数是晶圆刉最关键的一个指标，多一个颗_，多一个废品点Q纳cx光技术能提升晶圆表面的清z效果，降低颗粒敎ͼ在超大规模集成电(sh)路制造中Q化学机械抛光（CMPQ是半导体器件制造工Z的一U技术，即用化学腐蚀?qing)机械力对加工过E中的硅晶圆或衬底材料进行^坦化处理。我们课题组路新春教授孵化的CMP装备刉公司华hU已l在U创板上?jng)，为我国集成?sh)路制造装备的发展作出?jin)巨大A(ch)献?/span>
实现材料表面原子度可控去除
《瞭望》：(x)中国U协发布?span lang="EN-US">10个对U学发展h导向作用的前沿科学问题，其中一即实现材料表面原子度可控去除。你Ҏ(gu)有何Q?/span>
雒徏斌：(x)微观损不仅是微/Ux늳l应用中的关键问题，而且是纳c_造的共性基问题。当前微观磨损研I注重材料磨损性能的表征，~Z对原子材料去除机理的深刻认识。围l材料表面原子尺度可控去除展开的研I和成果Q有助于探明外界能量与固体材料原子去除之间的映关p，揭示材料微观去除q程中的机械化学耦合作用机制Q实现超_֯表面的极限精度加工，有助于推动微/Ux늳l的实用化进E?/span>
例如在化学机械抛光过E中Q如何实现原子光滑表面刉是一个难题，其中一个方面就是可否实现原子材料可控去除?/span>
为加快实现技术突_(d)在中国机械工E学?x)的l织下我们进行了(jin)专题讨论QŞ成了(jin)以下Q?/span>
一是在立项斚w。徏议设|基和应用研I型目Q涵盖培肌Ӏ重点和重大{项目，x目旉要跨学科跨专业申报，应用研究型项目要有企业参与；目l题要求有企业批量应用?/span>
国家相关部门出台针对性的发展规划Q重点布局原子度下的理论研究立项Q尤其是Z量子力学的材料特性相关理论方法研I。同时也要兼探索现有高_ֺ高通量工艺Ҏ(gu)拓展到原子可控去除的可能性，注重工艺机理研究和现有高_ֺ工艺Ҏ(gu)的交叉融合?/span>
讄面向界面原子度调控基础研究、原子刉技术开发、重大需求与l济战场工程应用的集成攻兛_q_Q集成多学科高校院所以及(qing)企业{多U力量，在原子界面调控机制、成形缺L(fng)控制Ҏ(gu){方面加强研IӞ为加工装备提供基前沿技术支撑与共性关键技术突_(d)实现多场耦合的异质材料局部以?qing)全局的化学机械抛光，二维材料的可控纳c结构加工，长_֯量光栅、L导显C光栅、光学超表面透镜{重大关键技术和基础元g的创新制造，打造从界面原子度调控机制、原创性原子加工技术到U米元g工程应用创新链?/span>
二是在h才培L面，讄战略U学Ӟ老中青合理搭配，特别是加强青q科学家的参与。以若干典型器g为突破口Q成立专门研I团队，开展典型器件制造技术研IӞ在不断研I中提升核心(j)部g原子度刉技术的成熟度?/span>
三是支持国化装备应用。在微纳pȝ、大U学装置{过E中Q支持国产化刉装备、检A器的推广应用Q拓展国产化加工、检技术的应用推广范围Q促(j)q国产化刉装备与仪器水^的提升。徏议对芯片热管理等共性瓶颈问题开展基研究Q促(j)q原始创新。以国家重大微纳pȝ需求ؓ(f)牵引Q支持围l集成电(sh)路和光学器gpȝ亟待解决的高_ֺ、高性能原子U制造基问题研究Q开展超_֯表面原子度刉基研究Q提升我国原子刉技术创新能力，为国家原子加工刉提供理论和关键技术支撑?/span>
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