結構超滑材料是具有結構超滑狀態的材料,目前石墨片和各種非范德瓦爾斯材料之間已被證實可以實現結構超滑狀態,如類金剛石碳(DLC)、氧化鋁(Al2O3)、氮化硅(Si3N4)、二氧化硅(SiO2)等。結構超滑是指兩固體表面直接接觸時,摩擦幾乎為零、磨損為零的狀態。
摩擦是常見的一種自然現象,在工業化生產中,由摩擦而損耗掉的能源占比約30%,同時磨損積累會進一步造成機械部件失效,提高企業運行成本。結構超滑材料具有結構超滑特性,將其應用在滑動界面,幾乎可實現機械系統的無限壽命和極低損耗。結構超滑材料為機械系統實現長壽命、能量損耗減少提供了新解決方法,應用前景十分廣闊。
根據新思界產業研究中心發布的《
2024-2028年中國結構超滑材料行業全面市場調研及投資分析報告》顯示,基于結構超滑材料,可制備超滑納米發電機、超滑MEMS射頻開關、超滑激光雷達、超滑導電滑環、超滑陀螺儀、超滑加速度計、超滑諧振器、超滑微納機器人、超滑血液接觸類醫療植入物等產品,應用在航天航空、無線通信、自動駕駛、生物醫藥、環境監測、物聯網等多個領域。
深圳清華大學研究院超滑技術研究所(超滑技術研究所)是全球首個結構超滑研究機構,于2018年由深圳市政府、清華大學等共同支持成立。通過在高溫下燒結單晶石墨,再經微納加工技術,超滑技術研究所制備出了全球最大尺度毫米級結構超滑材料。目前厘米級結構超滑材料是超滑技術研究所主要研發方向。
在產業化方面,2019年超滑技術研究所成立產業化公司深圳清力技術有限公司(清力技術),清力技術由力合科創投資孵化,2023年獲得高新技術企業認定,2024年獲得ISO9001質量管理體系認證。此外超滑技術研究所也與南方電網、鼎智科技、華為等企業積極展開合作,以推動結構超滑材料成本降低和規模化應用。
目前我國在結構超滑領域已布局多項技術成果和專利,包括《基于原子級缺陷的結構超潤滑系統及其制造方法》、《一種超滑滑塊的拾取與翻轉方法與流程》、《一種基于表面修飾的結構超滑器件及其制備方法》等。新思界
行業分析人士表示,結構超滑材料可解決各領域存在的摩擦難題,具有革命性的應用潛力,目前正處于規模產業化應用前期。
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