全新栏目 #破界•自超滑 Vol.01，总第13期：本栏目系统聚焦郑泉水院士研究的核心方向，系统呈现相关理论探索与实践思考。内容涵盖学术论文、专题分享、案例解析及持续性的观点表达，力图还原这一领域从问题提出到方法生成、再到应用拓展的完整演进路径。希望为关注前沿交叉与自我突破的学习者与研究者，提供一套具有结构性、启发性与可实践性的认知参照。

中国经过四十多年改革开放，发生了巨大变化。正如下方右侧图表所示，在全球人类74项关键技术中，中国已掌握66项，处于绝对领先地位（数据来源：Nature）。20年前，这一比例仅约为3%，由此可见，近年来的基础建设非常扎实。

但在成绩之外，我们必须正视差距。美国最大的七家公司，2025年市值达21万亿美元，而中国所有公司的总市值为15.6万亿美元，科技公司前十强加起来仅为3.26万亿美元，差距依然明显。美国这七家巨头的市值，已超过中国所有公司的总和。更值得重视的是趋势：美国“七强”在《财富》500强中的占比，已从2002年的2.5%飙升至37%（数据来源：MacroMicro，Visual Capitalist等）。

造成这种差距的一个重要趋势在于“新大陆”的开辟者。像特斯拉、英伟达、苹果等公司，代表了一种全新的商业逻辑。相比之下，中国企业在面对这些新领域时，往往表现得更为“谨慎”。这正是新旧模式最核心的差别，也是我们需要深入思考的问题。

历史上的市值王者，无一不是开辟了技术新道路、深刻影响了时代。

从计算机时代、互联网时代，到移动互联网时代，再到如今的AI时代与未来的智能电动时代，这些造就巨头的企业，本质上都是新领域的开辟者。

我们刚才提到的中国痛点，也是当前我们想要实现赶超、成为世界强国的瓶颈。过去尚可跟随追赶，如今美国与我们“脱钩”、设下壁垒。

因此，我们必须突破这一固有观念，跨越这道关键门槛。

接下来是什么？

看国家布局：量子科技、生物制造、清洁能源与核聚变、脑机接口、具身智能、6G……这些方向，目前没有一个是中国自主开辟的。若继续如此，我们将不断面临被动的局面。

下一个大赛道已相对清晰。当前AI是投资热点，而未来真正的核心方向是Physical AI和具身智能的深度融合。

看清未来，至关重要。

我们国家在“解决问题”上非常强势，能把现有事情做到极致。但我们的短板在于“信念”和“开创性”。

问下一个最大赛道是什么？是从未有人涉足的无人区。如果仅仅是别人做过的赛道，我们做得再好，也永远只是跟随者，天花板就在前人那里。因为如果别人已经发表了论文、拿了奖项（比如诺贝尔奖），我们就很难超越。

所以，黄仁勋（英伟达创始人）认为最重要的选择标准是：做一件从来没有人做过的事。这件事必须具备极高的难度，高到让大多数人望而却步，不敢轻易尝试。

开辟新大陆有三条法则：

1. 做前所未有的事：难度极大，足以劝退他人。

2. 命中注定的使命感：基于你独特的能力、格局或天赋，感觉这是非你不可的使命。

3. 无比热爱：发自内心地热爱这件事。

科学史上的爱因斯坦等人，他们都不是为了鹦鹉学舌、重复前人，而是源于对未知的狂热追求。这才是真正的创新之道。

还有一个规律：开辟新赛道极难，但选对赛道相对没那么难。

看历史，早期的实验室往往只有一个教授，比如卡文迪许实验室。正是这些早期的大师，后来形成了哥本哈根学派，催生了量子力学的诞生。为什么那个时代能涌现出这么多人才？因为那是20世纪的大时代。是时势造英雄，大时代的红利至关重要。

所以，选择赛道时，时机非常关键：不能太早，也不能太晚。

· 太早容易成为先烈。如果项目需要熬20年才能成功，你可能活不到那一天。

· 太晚则没有机会。统计数据显示，一旦错过最佳窗口期，再想切入可能就来不及了。

结合当前情况，我个人认为，AI依然是个好赛道。全球分析也显示，AI本身的大爆发可能在今年见顶，未来的增长点在于AI与具体场景的结合。其中，最受看好的方向是Physical AI、具身智能等实体应用。

最后我想强调一点，也是我今天讲“自超滑”的背景原因：如果没有非AI的智能计算作为基础支撑，中国在AI领域的竞争力可能会相差很远。因此，在这个大背景下，发展自主可控的智能计算体系显得尤为紧迫和重要。

为什么我们总说“物理世界”才是未来的主战场？

因为数字世界是虚拟的，没有摩擦；但物理世界是真实的，摩擦是宇宙最底层的属性。

从牛顿力学到量子力学，人类每一次大进步，都是在解决“运动”和“摩擦”的问题。轮子常常是列为人类文明中的十大发明之一，就是因为它解决了移动摩擦。

但现在有个巨大的瓶颈：当机器小到毫米以下，甚至微米级时，传统的润滑油失效了。结果是什么？

干摩擦：磨损剧烈、能耗爆炸、热量飙升、寿命极短。

这就是为什么到现在，我们还没能造出真正工程化的“纳米机器人”。宏观机械还有20%的能量在摩擦中白白浪费，微观世界更是难上加难。

如果我们要让AI真正走进物理世界，必须攻克这个难题。未来的工业革命，或许就是一场“无摩擦”的革命。谁能率先解决微观尺度的摩擦问题，谁就能造出真正的微型机器，开启下一个大时代。

这，才是中国必须攻克的“无人区”。

第一次工业革命，解决的是“蒸汽机”的大机械运动；第二次（电力），解决的是电子的输运；第三次（信息革命），解决了电子的运动与信息的存储。

那第四次呢？答案只有一个：往下走。

早在1959年，物理学家就预言了微观世界的巨大空间——这不仅是芯片的缩小，更是能量的极致节省。今天的人形机器人、无人机、6G物联网、AI具身智能，无一不指向这个底层逻辑：能量越省，世界越小。

但这里有个巨大的拦路虎：摩擦。

· 在宏观大气层，有摩擦；

· 到了宇宙真空，没有摩擦；

· 到了纳米以下，也没有摩擦。

问题恰恰卡在中间：微米到毫米的尺度。

目前的困境是：我们造不出真正的微型机器，因为一旦太小，润滑油失效，干摩擦会让机器瞬间烧毁。破局的关键在哪里？要么制造宏观真空环境，要么利用磁悬浮原理，把“零摩擦”的机制从宇宙和纳米尺度，“降维”引入到我们的工程世界中。

如果能实现“零摩擦”的微型驱动，那就是真正的第四次工业革命。这不仅是技术的突破，更是对物理底层的重新定义。谁先搞定这个“零摩擦”，谁就掌握了未来的钥匙。

过去20年，我和我的团队在中国自主探索出一条实现“自超滑”（Self-Superlubricity）的全新路径。什么叫“自超滑”？ 我将其定义为：两个固体表面之间，没有任何润滑剂，接触部分相对滑动时，磨损为零，静摩擦为零，摩擦系数接近零。

这听起来像理想状态，但这正是我们实现的现实。通俗地说，这就是“机械运动的超导”。

· 传统超导是电子运动的超导；

· 而我们实现的是机械运动的超导。

它的核心特性是什么？从微米级到宏观尺度，全尺度适用。这种特性带来了前所未有的突破：

1. 真正的“全接触”：实现了物理界梦寐以求的全原子接触。

2. 能效的爆发：接触电阻率可比现有滑动界面低约一个量级，电流承载能力高出两个量级。

3. 双重传输：它不仅能传递力，还能高效传递电，且产生的热量微乎其微。

世界地位如何？在这个领域，我们跑在了世界最前列。

· 在顶级期刊论文中，我们占据了一半的份额；

· 核心专利的大部分掌握在我们手中；

· 时任国际摩擦学会主席Erdemir高度评价，称自超滑技术为未来世界可持续发展的重要基石。这不仅仅是技术的胜利，更是“解救地球”的关键。

当摩擦消失，能量不再被白白浪费，当机器不再因磨损而报废，我们将迎来一个真正绿色、高效、永续的未来。从“有摩擦”到“无摩擦”，从“跟随”到“领跑”，这就是中国给世界的答案。

那么，从原理上讲，我们是如何做到“零摩擦”的？要理解这一点，必须先回答：为什么会有摩擦？传统观点认为，摩擦源于表面的粗糙。两个表面接触时，微观凸起相互咬合、碰撞，产生阻力。如果表面完全平整，它们就会因为分子间作用力而“粘住”，反而无法滑动。

我们的破局之道：利用范德华力（van der Waals force）创造“隔离层”，人们发现了一类特殊的材料（主要基于石墨等二维材料），它们拥有一种独特的物理机制——范德华力。

· 普通材料：金属、陶瓷等，其表面原子排列紧密，相互作用复杂。

· 特殊材料：在特定条件下，这些材料会形成一种极其神奇的“隔离空间”。

核心机制为亚纳米的“真空”奇迹。我们利用这种材料的特性，构建了一个“范德华间隙”（van der Waals Gap）：

1. 极致的隔离：这个间隙非常小，大约只有亚纳米（sub-nanometers）。

2. 近乎绝对的纯净：在这个尺度下，空气中的多数分子都难以进入，甚至连水分子都无法渗入。

3. 无接触滑动：两个固体表面之间，被这层亚纳米的“范德华间隙”完美隔开。它们没有物理上的直接接触（原子层面的咬合），因此既不会磨损，也没有静摩擦力。

这就是“机械超导”的物理根基。

· 不是润滑剂：这不是靠油或脂来减少摩擦，而是靠物理机制本身消除了摩擦源。

· 根技术突破：这是一种从物理底层重构摩擦学的“根技术”。

· 无限可能：只要有了这个“范德华间隙”，无论是微米级还是宏观尺度，都能实现真正的“零摩擦”和“无磨损”。

所以，它能带来什么？我们认为，这将是连接“数字世界”与“物理世界”的全新基石。

现在，我们有AI这个“大脑”，感知和计算能力极强。但挑战在于：如何让我们的“身体”（物理实体）也变得同样强大？

如果缺乏这种零摩擦、高能效的底层支撑，再强大的AI也无法真正驱动精密的物理世界。

· 没有它，机器人依然笨重、能耗巨大、寿命短暂；

· 有了它，AI才能完美地注入机械，实现真正的“具身智能”。

这就是我们解决的核心痛点：让物理世界的“躯体”跟上数字世界的“智慧”。

所以，这将全面引爆四大核心赛道：

1. 感知赛道：赋予机器敏锐的“感官”，像人一样精准捕捉环境信息。

2. 神经元数据传递赛道：构建超高速、低延迟的“神经网”，实现毫秒级的信号传输。

3. 大脑（算力）赛道：打造高效能、低功耗的“决策中枢”，让AI真正拥有思考能力。

4. 执行赛道：这是落地的关键，让人形机器人等实体具备强大的动力与精度。

从深圳起步，迈向万亿未来：六年前，在深圳市及坪山区的大力支持下，我创办了研究所并孵化了公司。

· 五年磨一剑：经过五年的深耕，我们已经取得了实质性的成果，不仅实现了技术突破，更初步形成了市场价值（市值）。

· 万亿级蓝海：我们看到的不仅仅是几个产品，而是四个万亿美金级的超级赛道。每一个赛道的爆发，都将重塑全球产业格局。

这不仅仅是技术的迭代，更是商业版图的无限扩张。下一个万亿巨头，就诞生在这些赛道的交汇点上。

人形机器人的核心痛点——电机寿命，一个手指就包含多个关节，每个关节都嵌着比筷子还小的微型电机（仅几微米至几毫米）。数量庞大且深埋体内，根本无法更换。一旦磨损，整机瘫痪。如何让这些“纳米级心脏”拥有无限寿命？这正是我们技术要攻克的终极难题。

像现在世界上最好的电机的寿命大概是1200-3000个小时，我们的技术现在的已经跑到了5000个小时，可靠性达到97%，所以这一块是有希望比较快地找到应用。那这个可能对于未来影响机器人可能是会比较重大的。

除了人形机器人，我们的技术还将重塑通信技术，特别是射频开关这一核心组件。

· 打破摩尔定律的瓶颈：传统半导体射频开关依赖硅基材料，性能提升已触及物理极限，只能进行线性的、微弱的改进，无法实现质的飞跃。

· 颠覆性的“导体-绝缘体”切换机制：我们利用新型二维材料，实现了独特的物理机制——在通电状态下是导体，断电后瞬间转变为绝缘体。

  -这不仅彻底解决了传统半导体的发热和损耗问题；

  -更让导电性和开关速度产生了数量级的提升。

· 国家战略级应用：这一突破性方案已被我国ICT头部企业采纳，作为5.5G及6G通信的首选技术路线。目前，该技术已从实验室走向小批量试产，即将开启下一代通信技术的革命。

在脑机接口与未来人机融合领域，传统线缆的物理连接已成为限制技术发展的瓶颈。我们正致力于探索一种全新的无接触供电范式：利用人体自身的肌肉震动与环境微动作为能量源。通过微型化电机技术，将环境中的机械能高效转化为电能，实现真正的“自供能”系统。

目前，我们的团队已成功研发出尺寸仅为10微米的超微型发电机，标志着我们在微纳尺度下的能量捕获能力取得了突破性进展。这一技术不仅解决了微型设备的续航难题，更为构建“周边环境发电机”提供了核心硬件基础——即在不依赖外部电源的情况下，通过捕捉人体运动及环境振动，为植入式设备或微型传感器持续提供动力。

这一突破将彻底重塑脑机通信、可穿戴设备及微型机器人的能源架构，推动其从“有线束缚”迈向“无线自驱”的新纪元。

所以我总结一下，所有的颠覆性创新都是从不起眼开始。

回顾技术演进史，半导体产业历经百余年沉淀，人工智能（AI）亦耗时六十载方成气候。然而，自超滑技术的崛起路径正展现出前所未有的加速度。

我们已深耕该领域整整20年。基于当前的技术积累与突破节奏，我们坚信：未来10年将是该技术爆发的关键窗口期。预计在十年内，涌现出一大批基于“机械超导”原理的颠覆性产品与应用生态。这不仅是时间的红利，更是中国从“跟随者”迈向“领跑者”的历史性机遇。

当前，我们正处于黎明前的最后冲刺阶段。这一判断并非空谈，而是建立在二十年扎实科研与工程验证基础之上的必然结论。下一个十年，必将见证“零摩擦”技术重塑全球工业格局。

自超滑技术的产业化建设是一场漫长的系统工程，每一个应用场景都意味着对现有规则的重构。基于当前的研发进度，我们有着清晰的时间表：微型发电机等核心组件，预计1-2年内即可实现批量量产；而射频开关等关键器件，将在3-5年内完成大规模商业化落地。

这一技术浪潮为不同年龄段的人才提供了广阔的舞台：

对于资深专家与成熟人才（大器早成），现在正是入局的最佳时机。您可以选择与我们在技术上深度合作，或进行战略投资，直接参与即将爆发的产品红利期，成为行业变革的推动者与受益者。

对于年轻一代与雄心勃勃的创新者（开疆拓土），如果您的视野更长远，这里更是定义未来的绝佳战场。目前的计算与控制往往是分离的，您有机会去重新定义“算控一体”，探索下一代控制架构，甚至攻克下一代存储技术等更深远的难题。

这条赛道足够宽广，足以容纳不同年龄段的梦想。正如前文所述，无论是15岁还是30岁，甚至是更年长的探索者，都能在这条通往“零摩擦”新纪元的道路上找到属于自己的巨大机会。关键在于，你选择的是跟随产品爆发，还是亲手开启新的时代？

Q1自超滑技术实现了“磨损为零”的理想状态，请问这项技术能在大规模工业化中应用吗？

例如在高端轴承、精密芯片封装等工业场景，或者日常应用中，是否具备可行性？

郑泉水
是的，可以应用，但这需要一点时间。

关于大规模工业化应用，其实我们已经看到了清晰的路线图。

· 射频开关领域：这是最典型的大规模应用场景。面向未来的5G/6G基站，每一个基站上都有大量的射频组件，数以亿计；相控阵雷达等设备也需要几十万个射频开关。这些器件非常微小，本质上和做芯片一样，每一个开关都是独立的微型结构。我们目前正在做的是8英寸晶圆工艺，产品外观与现有芯片非常相似，但内部每一个单元都是可动的。这种“批量制造”的模式，一次就是几十万甚至几百万个，完全符合大规模工业化的特征。

· 轴承领域：虽然相比射频开关可能稍慢一些，但我们最近也取得了很大突破，已经开始在小市场进行试点。

· 日常生活应用：比如手机通信。未来手机需要直接与卫星通信，功率要求会提高，这项技术有望应用到手机的射频前端。但这还需要一定的时间去验证和优化。

总的来说，最先实现大规模应用的，将是那些能与现有半导体技术兼容的产品，因为它们天然具备量产基础，且与我们的日常生活密切相关。