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刘维民：《AI助力润滑技术发展》
2026-04-17 12:26:15
作者：刘维民（中国科学院院士，中国科学院兰州化学物理研究所研究员）
润滑技术作为航天装备的‘隐形守护者’，正通过多学科融合与智能化手段为商业航天注入新动能，而原子制造技术的突破或将重塑未来精密制造格局。航天工程是一个庞大的系统工程，涉及方方面面。其中，运载工具、空间飞行器、月球及火星巡视器等包含的众多机械运动机构或部件都需要润滑。如运载工具推进和伺服系统、空间交会对接机构、姿态控制系统、电源系统、机械臂等。这些机械运动机构或部件通常工作于高/低温交变、高真空、强辐射、高低速度、特殊介质等苛刻环境条件下。“润滑是它们可靠运行及维持设定运行寿命，最重要的保障。
针对我国商业航天快速发展态势，无论是国家队还是民营航天企业，润滑技术始终是保障航天器高可靠长寿命运行的核心技术。“运动部件的润滑不可或缺，商业航天虽对寿命要求相对宽松，但仍需通过固体润滑、特种材料等技术降低成本、提升可靠性。我国航天润滑材料研究始于20世纪60年代，现在的固体润滑国家重点实验室，前身就是中国科学院兰州化学物理研究所（简称兰州化物所）摩擦、磨损与润滑实验室。我国润滑材料学科发展一直秉承面向应用，从实际需求出发，积极探索解决工程领域中的润滑问题。我国商业航天等科技领域发展，都离不开润滑，润滑材料和技术研究体现了多学科交叉的特点，需要从机械工程、化学、物理、力学、材料等多个学科方向进行综合研究，所以一定要通过多学科融合来促进润滑学科的发展。
当前，原子制造对电子信息工业的发展或有非常大的促进作用，在未来可能会在装备制造业获得应用。但原子制造面临材料本征特性、原子间作用等科学挑战，原子级制造涉及很多的材料本身，还有原子本身性能的相互作用，以及原子在能量场下的变化，要实现原子级制造还是有一定难度的。面对AI技术浪潮，可以通过机器学习设计分子结构、筛选新型润滑剂。AI可大幅缩短材料研发周期，智能化工具正推动润滑研究从“经验驱动”转向“数据驱动”。未来，AI与实验验证深度融合，将加速润滑材料从实验室走向产业化。通过对科学边界的不断拓展，来促进技术的进步。从商业航天的星辰大海到原子制造的微观世界，科技创新需兼顾“顶天”与“立地”
作者介绍：
刘维民：中国科学院院士、发展中国家科学院院士、亚太材料科学院院士，中国科学院兰州化学物理研究所研究员、博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者。兼任西北工业大学讲席教授，山东师范大学、湖北大学名誉教授。1984年刘维民毕业于山东师范大学化学系；1990年从中国科学院兰州化学物理研究所博士毕业之后留所工作；1993年至1994在美国宾夕法尼亚州立大学作为高级访问学者从事为期一年的合作研究；2000年担任固体润滑国家重点实验室主任；2005年至2012年担任中国科学院兰州化学物理研究所所长。刘维民院士长期从事润滑材料与技术的研究工作。曾担任“神舟七号飞船固体润滑材料空间环境实验”项目及科技部润滑材料领域2个973项目首席科学家；主持完成了国家自然科学基金委员会“空间润滑材料与技术”创新研究群体项目；负责完成了工信部润滑材料基因工程重点研发计划、航天航空润滑材料等重要研究项目。取得授权（含合作）发明专利100多件；在国内外重要刊物合作发表重要论文600多篇，被引用2.6万余次；编著出版《齿轮传动润滑材料》《空间润滑材料与技术手册》《纳米润滑材料技术》3部中文专著。研究成果获得国家自然科学二等奖2项、国家技术发明二等奖2项；获得省部级自然科学、技术发明或科技进步一等奖9项。获得何梁何利科学与技术进步奖、（中国）摩擦学最高成就奖、中国机械工程学会科技成就奖、第八届中国青年科技奖，全国五一劳动奖章、全国优秀科技工作者称号、中国科学院先进工作者等荣誉及称号。
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