日前，由國家科技部主辦的首屆全國顛覆性技術創(chuàng)新大賽落下帷幕，深圳清華大學研究院、清華大學航天航空學院暨微納米力學與多學科交叉創(chuàng)新研究中心（CNMM）鄭泉水院士團隊的“基于結構超滑技術的超級微發(fā)電機”項目，從全國2724個報名參賽項目中脫穎而出，過關斬將，在領域賽中榮獲優(yōu)秀獎、優(yōu)勝獎，并在最終總決賽中獲得評委會全票認可，斬獲大賽最高獎項——優(yōu)勝獎（共36個）。
隨著微納米制造技術的飛速發(fā)展，不斷微型化的分布式器件正在物聯(lián)網、傳感器網絡、大數(shù)據(jù)、私人健康系統(tǒng)、人工智能等領域中大量應用，但相關的傳統(tǒng)供電方案始終存在“小尺寸與大輸出不能兼顧”、“摩擦磨損導致壽命極低”等的技術難題。鄭泉水院士研究團隊基于結構超滑技術——使得兩固體表面接觸相對滑移時，出現(xiàn)持久的近零摩擦、零磨損滑動狀態(tài)的技術——設計和制造的超滑微發(fā)電機，能夠在極其微弱、不同頻率的外界激勵下，高效能地將激勵能量轉化為電能，能夠同時具備高輸出密度（比傳統(tǒng)微發(fā)電機高2~3個量級）、近乎無限壽命、體積微小（約1立方毫米以內）和無需更換的優(yōu)勢，為微型分布式器件的供電問題帶來了顛覆性的解決方案，具備極其廣闊的應用前景。
基于結構超滑技術的超級微發(fā)電機產品概念圖
此次獲獎項目負責人為鄭泉水院士，項目組主要成員為鄭泉水的博士生黃軒宇（機械系暨CNMM）、超滑技術研究所的聶錦輝博士、向小健博士、彭德利博士、田凱文博士、和馬明副教授(機械系&CNMM)。黃軒宇本科畢業(yè)于清華大學錢學森力學班2016級，從大一開始參與主導超滑微發(fā)電機研究，是結構超滑微發(fā)電機原型樣機的第一發(fā)明人，也是這次顛覆性技術大賽所有賽段的全權代表。馬明副教授協(xié)作鄭泉水院士負責超滑技術研究所的技術研發(fā)。
項目參賽代表黃軒宇（左）和馬明副教授（右）在頒獎現(xiàn)場
此次獲獎項目負責人為鄭泉水院士，項目組主要成員為鄭泉水的博士生黃軒宇（機械系暨CNMM）、超滑技術研究所的聶錦輝博士、向小健博士、彭德利博士、田凱文博士、和馬明副教授(機械系&CNMM)。黃軒宇本科畢業(yè)于清華大學錢學森力學班2016級，從大一開始參與主導超滑微發(fā)電機研究，是結構超滑微發(fā)電機原型樣機的第一發(fā)明人，也是這次顛覆性技術大賽所有賽段的全權代表。馬明副教授協(xié)作鄭泉水院士負責超滑技術研究所的技術研發(fā)。
深圳清華大學研究院超滑技術研究所
鄭泉水院士團隊于2012年在石墨單晶非公度界面首次實現(xiàn)了微米尺度的結構超滑，開創(chuàng)了結構超滑技術。結構超滑作為一項跨越多個學界、直面物理世界最基本現(xiàn)象——運動的底層技術，不僅可以通過解決摩擦磨損造成的技術瓶頸，帶來大量前所未有的顛覆性產品，更有望與海量技術領域相互鏈接，催生諸多“從0到1”創(chuàng)新技術。在深圳市和深圳坪山區(qū)兩級政府的資助和清華大學的支持下，鄭泉水院士領銜建立的全球第一個結構超滑技術研究機構——深圳清華大學研究院超滑技術研究所，于2019年10月正式成立。目前除超滑發(fā)電機之外，超滑技術研究所在基于結構超滑的微機電系統(tǒng)（MEMS）、電接觸關鍵元器件、光學器件、精密軸承、下一代存儲技術等應用領域均已展開研發(fā)攻關，并取得諸多成果，推動結構超滑技術研究實現(xiàn)了長足發(fā)展。
全國顛覆性技術創(chuàng)新大賽通過挖掘具有戰(zhàn)略性、前瞻性的顛覆性技術方向，帶動我國原始創(chuàng)新能力和產業(yè)競爭力提升，為我國產業(yè)轉型升級和經濟高質量發(fā)展提供強大動力引擎。首屆大賽重點聚焦集成電路、人工智能、未來網絡與通信、生物技術、新材料、綠色技術、高端裝備制造以及交叉學科等可能產生重大顛覆性突破的技術領域。在項目評選上，創(chuàng)新參考“海爾邁耶（Heilmeier）問題”，重點從“是不是”“可能性”“影響力”等三個方面評價參賽項目。
