开栏语:日前举行的中央经济工作会议强调,2024年要围绕推动高水平质量的发展,突出重点,把握关键,要扎实做好的九项重点任务,第一项就提出“以科学技术创新引领现代化产业体系建设”,特别是以颠覆性技术和前沿技术催生新产业、新模式、新动能,发展新质生产力。
作为深圳东部中心城区、深圳国家高新区核心园区、深圳未来产业试验区,坪山区正加快成为深圳高端制造业高水平发展核心承载区。在全市“20+8”战略新兴和未来产业集群规划中,坪山区精准定位,全力承接包括智能网联汽车、半导体与集成电路、生物医药、脑科学与类脑智能等在内的“9+2”产业集群建设,初步形成了生物医药、新一代信息技术、新能源和智能网联汽车等三大主导产业,规上企业产值破千亿元,产业链上下游企业齐聚。
坪山全力以赴强龙头、补链条、建生态、聚集群、优服务,在新的高度挺起坪山现代化建设的产业脊梁,并已成长为全市重要的先进制造业集聚区。在持续推进制造业向高端化、智能化、绿色化发展的进程中,坪山紧抓新一轮科技革命和产业变革,激发新技术潜能,以科学技术创新推动产业创新,特别是以颠覆性技术和前沿技术催生新产业、新模式、新动能,为经济高水平发展培育新质生产力。《向新向未来》专栏,今起一连四期介绍坪山区内以新技术、新平台为代表的“新质生产力”,看这座全市发展最迅猛的“未来之城”如何向“新”而生。敬请垂注!
结构超滑,是指两非间接接触固体表面相对滑动时摩擦极低、磨损几乎为零的状态。
这项由中国科学院院士、固体力学与微纳米力学专家、清华大学钱学森班创办首席教授郑泉水及其团队定义并开创的技术,正在深圳市坪山区穿越技术由0到1及产品由0到1的双重“死亡谷”。“我们已走到了突破的前夜。”深圳清华大学研究院超滑技术研究所(下称“超滑所”)副所长储俊接受媒体采访时表示,从落户至今,作为全球首个结构超滑研究机构,超滑所不仅在技术创新上实现了系列突破,更在产业转化上获得了系列成果。
在这片创新热土之上,这项源头创新的根技术不仅落地生根,更茁壮成长、开枝散叶,打通了产业转化的通道,为深圳“20+8”战略新兴起的产业与未来产业集群赋能。
在坪山区兰景中路国富文化创意产业园,深圳零一学院与超滑所互为邻居。它们都有着同一位创始人——郑泉水院士,都在从事由0到1的创举。
2019年,在市政府、坪山区政府和深圳清华大学研究院的共同支持下,郑泉水领衔的全球首个结构超滑研究机构在坪山成立。“郑泉水院士团队定义并开创了结构超滑技术和极端疏水技术,至今已走过20余年历程,在这两个领域我们始终在引领和领先。”储俊表示,作为重大源头和颠覆性创新,2023年,国家自然基金委出版的《凝练科学问题案例》,结构超滑排位第一被收录。
经过4年建设,超滑所已发展为一支近百人高学历、高素质的开发团队,其中博士14人,专注于结构超滑技术、极端疏水技术的基础和应用研究。从理论创新到技术创新,再到现阶段的产品创新,结构超滑技术向前发展的每一步都充满了机遇与挑战,也收获了成长与进步。
超滑所突破了大尺度结构超滑材料制备技术难题,研发出了目前全世界最大尺度毫米级的结构超滑材料,为更多的场景应用提供了关键基础。在此基础上,超滑所成功研制出首个基于这项技术的器件——结构超滑微发电机,将为万物互联提供持续、长寿命、微小高效的能源,2022年获得科技部首届全国颠覆性创新大赛最高奖。结构超滑微发电机不但可以实现极高的电流和功率密度,并且具有几乎无限的寿命。随着微纳制造技术在传感器、私人健康系统、人工智能等领域的发展,超滑微发电机将完全解决上述领域的微纳设备的供电问题,具有巨大的应用空间。
同时,超滑所研制出的MEMS射频开关样机,对电路中的射频信号进行通断、路由、相位改变,是射频系统基础核心器件,利用结构超滑副作为电流传输界面,可以将射频开关传输功率和寿命提高1至2个量级,将大范围的应用于无线射频前端、卫星通讯、雷达系统、自动测试系统、医疗等领域,有望填补国内空白。
敢闯敢试、敢为人先、埋头苦干,是刻在深圳骨子里的特区精神,也是实现由0到1颠覆性突破的关键所在。
“结构超滑是一项从0到1的技术,之前没有,甚至不知道能不能够产生这项技术。”郑泉水院士曾在此前的采访中形容自己的这个设想“无知无畏”,但他得到了学生们的支持,近20年前后有几十位学生跟随他一起开拓这一技术领域。2012年,这项技术取得了突破,实验实现了微米尺度的结构超滑,打开了结构超滑走向应用的大门。
应用之门打开后,如何与产业结合,结构超滑技术在深圳找到了路径。超滑所成立后,由深圳市、坪山区两级共投入2.5亿元资金,清华系力合股份投资2000万,超滑所又全权负责建成目前世界上最好的结构超滑技术实验平台——深圳超滑技术平台,孵化结构超滑技术应用。目前,深圳超滑技术平台已成长为粤港澳大湾区领先的实验平台,有力地支持了各项研发工作开展,并对外提供服务支持,实现了与包括华为、美的、南方电网、鼎智等上下游头部企业在内的有效合作。
储俊举了一个例子,在极端疏水技术上,超滑所一路持续领先,成功研制出极端疏水抑霜材料。这一材料的应用可延缓空调散热器结冰时间5倍以上,使热泵空调综合节能效率提升10%至20%。“目前80%空调都采用热泵技术,但散热片到了冬天可能面临结霜的问题,会造成空调停机,要重新加热化霜,一方面会增加能耗,另一方面会降低用户舒适度,我们利用极端疏水技术,就能让水汽、水珠不易在散热片上沾附。”储俊说,这一技术主要解决的是固体和液体表面不沾附的问题,与荷叶效应有点儿像。
“接下来,我们要进行工程化试验,并与大湾区一家家电行业头部企业合作,尽量在极短的时间内应用在空调产线上。”他说,通过搭建深圳超滑技术平台,希望可以与慢慢的变多企业合作,共同创新、共同定义新产品,“我们现在利用团队研发能力先打个样,做出几款振奋人心的产品,成就一些细致划分领域的‘独角兽’,将来希望搭建更多应用场景,开放更多赛道,让相关企业、科研机构、资本、人才都在坪山汇聚”。
作为工业4.0时代的一项根技术,结构超滑能解决好机械摩擦磨损等问题,为深圳产业升级创造巨大机会,在“20+8”战略性新兴起的产业与未来产业集群中,能为逾半赋能。
坪山区始终坚定不移地走产业立区、制造业强区之路,把制造业高水平质量的发展作为主攻方向,全力打造先进制造业领先城区。“通过积极采用像结构超滑、极端疏水等先进源头创新技术,坪山将能实现快速弯道超车,迅速地做大规模,并在一些细致划分领域实现领先。”储俊表示,落户深圳坪山,正值我国格外的重视基础创新与源头创新的好时期,深圳、坪山也进入产业更新迭代的新阶段,非常需要根技术的支持。
根技术是一项周期长、投入大、门槛高,也是回报大的技术,但离不开前期的战略扶持和支持。“深圳市和坪山区为我们的研究工作创造了非常好的条件,各级政府也给予我们充分的关心,让这么多年轻的高素质研发人才能够汇聚在这里,同时也有非常好的条件推动我们的工作顺利开展。”他说,好的科研环境与好的赛道,才能吸引好的人才。同时,需要团队有十年磨一剑的韧劲,有积极开放合作的胸怀,加上政府支持和市场认同等等,“我们已走到了突破的前夜,十分值得期待”。
在“未来之城”展望未来,储俊表示,这项源头创新的根技术将在这里开枝散叶,面向产业转换,成功实现从定义技术到定义产品的转换。
他透露,超滑所计划基于结构超滑技术颠覆性突破为引领,聚焦N个产品研制和应用,汇聚政府强力支持和产业链关键资源深度合作,实现结构超滑技术若干产业化的突破,积极开放合作,推动结构超滑+成为中国科技自主创新新赛道,初步构建重大源头技术创新集群。
他说,晶体管极速造就了美国硅谷的诞生,期望超滑技术能够在深圳坪山诞生“超滑谷”,利用深圳完整的创新链、产业链,让很多创业者可通过结构超滑这项根技术孵化出无限可能。返回搜狐,查看更加多