何梁何利基金2025年度颁奖大会此起彼伏的闪光灯下，张俊彦研究员把证书捧在手里，思绪却依然还在实验室：下一轮验证还没完成，下一代装备的工况还会更苛刻，运动副摩擦界面的条件会更复杂。他深耕润滑与防护材料研究三十余载，“科研要把问题的答案做出来。与工程相关的工作，还要在实际工况里站得住。”

摩擦离我们的生活并不远，从我们人体的关节到汽车、卫星火箭等的运动系统，如汽车，轮胎滚动一次、发动机传动一次、刹车一次，摩擦都在场。摩擦带来能耗，也带来磨损，磨损积累到一定程度，零部件就会失效。统计数字让人吃惊：全球一次能源消耗里有相当一部分被摩擦“吃掉”；很多机械零部件的失效，起因也和磨损脱不开关系。

张俊彦做的事，就是在摩擦发生的那一瞬间，把它“驯服”，把磨损“挡住”。

1968年张俊彦出生在甘肃榆中。朴素务实的乡土环境锻炼了他做事沉稳的心性。

1990年本科毕业后，他来到中国科学院兰州化学物理研究所工作。摩擦学和固体润滑是一门涉及物理、化学、材料、力学、机械等多学科的交叉领域，需要把概念搞清楚，把规律摸透，也需要把实验习惯练扎实。求知的欲望让他继续“扎实系统”地夯实基础：向导师和同事虚心求教学科前沿的共性问题，然后积极探索把问题分解到自己可思考可验证的具体小问题。1999年底，他在中国科学院兰州化学物理研究所完成博士学位。

2000年初，他前往美国加州大学伯克利分校、阿拉巴马大学、莱斯大学等学校从事博士后研究，跟随导师团队开展摩擦润滑失效研究工作。他珍惜机会，也非常投入。在别人关注“平台”和“名校”光环时，他更看重方法，尤其是研究节奏、问题意识和实验逻辑。“在世界名校，你会看到很多东西，但真正改变自己的是你怎么把学习变成自己的能力。”回首这段时光，张俊彦如是说。

出国的意义在他看来有三点：学习、开阔视野、拓展方向；同时建立合作网络，让科研更开放、更能联系实际需求，把研究变成网络里的协作。2005年，他毅然回到兰州，他给出的理由很简单：美国不是家。

用“碳薄膜”把口子堵上

回国不久，一个关乎中国汽车工业核心竞争力的重大难题，就摆在了张俊彦及其团队面前。二十一世纪初，我国汽车工业，尤其是作为汽车“心脏”的发动机技术相对落后。其中，高压共轨系统是高功率柴油发动机实现高效、清洁燃烧的核心系统，其燃油喷射系统的柱塞偶件在高速、高压工况下的摩擦磨损问题，直接导致压力下降、燃油泄漏，严重影响发动机的减排效果和可靠性，成为制约国产汽车核心竞争力提升的“卡脖子”难题之一，也是《科技日报》后来报道的35项“卡脖子”技术之一。

问题的症结在于运动副的摩擦界面材料。金属部件材料在微小间隙高速高压极端工况下容易失效，必须为这些精密零件表面“穿上”一层特殊的“衣服”——一层极薄的固体润滑薄膜。这层膜既要具备超低的摩擦系数，又要有极高的硬度和结合力，能够承受高压冲击而不脱落、不变形；同时，还不能改变零部件的原有尺寸和机械强度。

面对挑战，张俊彦带领团队开启了一场长达十年的产学研协同攻关。他们选择的研究方向是碳基固体润滑薄膜，目标是让碳原子以一种特定的、具有超润滑特性的方式排列起来——即类富勒烯结构（富勒烯结构俗称为足球分子结构）。

功夫不负有心人。团队通过精密的等离子体能量调控技术，成功“剪裁”出具有特定纳米结构的碳薄膜，实现了摩擦系数低于0.01，甚至低至0.002的突破性结果——这个数值远低于一般油脂润滑的0.05，意味着摩擦阻力降低了25倍。他们还从科学机理上揭示了其奥秘。在摩擦过程中，薄膜表面能自发形成类似洋葱卷的微观结构，是实现超低摩擦的关键，这一发现得到了国际摩擦学界的高度认可。

张俊彦团队与一汽联合成立了“汽车摩擦学联合实验室”。相继攻克了超低摩擦碳薄膜的可控制备、在150℃低温下于轴承钢等材料表面实现高结合力沉积、以及保证大批量生产一致性的工艺与装备一体化集成等系列工程化难题。最终，成功解决了高压共轨系统在2微米微小间隙内，因高速高压导致的摩擦熔焊问题，以及高压柱塞泵的磨损泄压顽疾。

张俊彦常说：“材料能不能用，最终得看装备能不能靠它跑起来。”

“启动那一下”最要命

汽车磨损是现实问题，航空航天等高技术领域的磨损会更像灾难预告。航天器需要动密封件长期工作，磨损会带来泄漏风险。巨轮和大型工程装备的关键轴承如果卡死，可能造成整套系统失去动力。很多人认识到磨损会发生，但容易忽视起点。“启动那一下最要命。”张俊彦深刻地认识到，机械装备的磨损往往始于“启动瞬间”，并贯穿整个服役周期。

长期以来，我国高端自润滑滑动轴承依赖进口，核心技术与产品被国外垄断，不仅成本高昂，还面临“断供”风险。张俊彦团队提出“从材料设计到制造工艺再到服役延寿”的全链条创新思路，突破了材料基体/润滑/耐磨相界面调控、滑动轴承工况适应性设计与规模化制造等关键技术，研制了系列高耐磨自润滑材料及其滑动轴承，最终实现了高端自润滑滑动轴承的自主可控和国产化。

在启动阶段，针对精密装备因动静摩擦系数差异导致的“爬行”抖动难题，团队通过构筑碳烯类、硅烷类等有机分子薄膜，有效抑制了“爬行”抖动。保障了装备启动的平稳性与精度。

在抗磨强化阶段，他们研发了高功率微脉冲编程磁控技术，让二硫化钼薄膜晶粒细化和致密化，使其硬度比传统薄膜提升35倍，磨损寿命延长20倍。与此同时还有纳米晶弥散强化，用氮化铝钛薄膜提高耐磨性能。团队也开展金属掺杂与碳纳米晶尺寸调控，通过一系列薄膜组合在强度与韧性之间寻找合适的平衡。

截至目前，已有超过600万件国产高端自润滑滑动轴承，装配于各类重大工程和装备之中，彻底打破了国外垄断，为中国高端装备制造业装上了自主可控的“中国关节”。

把“工程化鸿沟”走过去

薄膜研究为何难？张俊彦说获得你希望的结构并不只是“想出来”，还要在实验中重复试错，找到可形成目标结构的制备窗口。窗口需要在实验中逐步摸索出来，再让窗口变窄，变得更可控。

他用类比解释结构形成的概率问题。在柴火烧锅灰里，碳结构可能出现纳米金刚石、洋葱碳、碳纳米管、石墨烯等。但问题不在于“可能有”，而在于“如何让某一种结构出现的概率更高”。薄膜研究本质上就是提升目标结构形成的概率，让偶然成功变成可重复的能力。

工程化通常包括台架试验、部件级验证、系统级验证，以及整体配套验证与产业化。台架试验不仅花钱，周期也长，甚至有些评估要等半年甚至一年后才能拿到后续结果。

从薄膜到工程化，中间隔着一条长时间的鸿沟。张俊彦把这条鸿沟讲得很直白：工程化需要把实验室技术转化到生产线与真实工况，并经历多层验证。周期长，存活概率不确定。他用“存活概率很低”来表达风险感。

2012年，他和团队承担了解决国家重大工程核心部件摩擦磨损失效的任务，首次方案实验完成后，信心满满的团队成员都受到了巨大打击——上台架后实验完全失败。面对挫折，张俊彦鼓励同事们勇敢面对失败，重新开始攻关。时间紧、任务重，他们顶住压力，夜以继日地分析失败原因、研究新方案，先后设计制备了800多组不同材料设计样品。在扎实的基础研究基础上，经过反复筛选和台架试验，新方案最终圆满达成，顺利完成攻关任务。

工程化不是线性加速，它是一个反复淘汰与持续改进的过程。为了让技术活下来，除了仪器与方法，你还需要合作伙伴愿意投入体系化的时间与资源。国家项目与相关支持能提供保障，但需求方在关键阶段贴钱支持也同样重要。技术落地不是实验室一个团队的胜利，是多方共同把风险承担下来的结果。

跟着“要做什么”走

在很多科学家故事里，天赋和机会常被提起。张俊彦讲自己成长时，关键放在“思想”。他反复提到目标感与方向感。有人把投入越多当作必然，但他认为更接近成功的前提是目标清晰。

他说，方向并不是随意挑选的赛道，而是要在学科结构里保持一致性。润滑的世界有自己的分工，也有自己的耦合。材料要讲，机理要讲，工程要讲。

他也承认过自己曾经“不清晰”。博士阶段前后，他走过弯路。直到博士阶段，博士生导师带着他进入润滑学科，研究主题逐渐明确，落在“摩擦化学”和“润滑剂分子结构与摩擦化学的相关性”上。“你看到的是别人更快，还是别人把方向想得更深？这会决定你如何把学习真正变成研究能力。”张俊彦说。每个阶段都回到“我在追什么”，关键的是原创思想的生成能力，以及研究思路的组织方式。

他也有自己的方法获取思路，多看文献，多交流聊天。阅读不是抄作业，是看别人怎么提出想法，想法从哪里来的。交流不是求答案，是换一种问法，让卡住的过程出现出口。他称之为“知识结构外扩”。不断碰撞，让想法从“可能”走到“可做”，再走到“可验证”。

张俊彦扎根兰州化物所30余年，在实验室做研究，也在平台建设上投入。他大胆起用和培养青年人才，为他们搭建舞台、压担子。2019年担任兰州化物所先进润滑与防护材料研发中心主任后，他着力提升中心承接国家重大任务的能力，建成兰州润滑材料与技术创新中心、中国科学院材料磨损与防护重点实验室，为青年人才的成长提供了肥沃的土壤，培养出一支扎根西部的科研队伍。

他育人坚持一套朴素逻辑：顶天立地。顶天解决基础科学问题，立地解决实际工程技术问题，真正推动科技进步。在团队里，他常带学生去看装备在现场的状态，再回到实验室拆解、分析、讨论问题。他鼓励年轻人先把问题定义清楚，再往制备和表征走。先确定目标与验证路径，再追结构和性能，避免研究在错误方向上重复投入。截至目前，他培养博士21名、硕士7名、博士后4名。