“微系统”(Microsystems，MS)是将传感、通信、处理、执行和微能源等多种功能单元集 成在一起的微小型系统，被公认为 21 世纪的革命性技术之一。然而，随着技术的进步和人形机器人、无人机、6G通信技术等未来主导产业的迅速涌现，需要更低的功耗和更长的寿命(甚至是全寿命)。面对这些新的关键需求，主要基于半导体和 MEMS 的传统微系统的发展，纷纷遇到技术瓶颈，急需新原理技术的出现。
具有极低摩擦和磨损特征的超滑技术的出现，提供了急需的新原理技术。超滑微系统 (Supersliding Microsystems, SMS)定义为集成了多种功能及超滑组件的微小型系统。特别是， 结构超滑(两个接触固体表面间相对滑移时零磨损和近零摩擦的状态)所对应的结构超滑技术是实 现超滑微系统的最佳途径，有望成为第四次工业革命的核心基础技术，为接触滑动式器件打开了微 观世界的大门。此外，对于基础研究方面，结构超滑可实现滑动界面的全原子接触，这对于滑动界面的承载、电传导、热传导等研究来说，是一个不可多得的理想研究平台。例如，已有研究表明， 结构超滑界面可在高达 9.45 GPa 的接触压强下保持稳定，高出此前报道的滑动界面可承载最大压强近一个量级。
但是，在我之前，关于结构超滑的研究，更多的局限于力学方面，而超滑微系统不仅涉及到界面的力学性能，还会与界面的电学性能相关。因此，我首次将电学特性引入结构超滑界面并加以研 究，证实了结构超滑界面不仅具有优异的力学特性(无磨损、近零摩擦系数、全原子接触、极高的 承载压强能力等)，同时还具有优异的电学特性(极低的接触电阻、极高的电流传输密度、稳定的 电传输等)。
一方面，我利用结构超滑体系，开创性的提出了电弹性的概念，并可通过电压来调控刚度，进而设计了本征频率可变的结构超滑微谐振器，该器件为水平滑动式，也从理论上证实了结构超滑在微尺度应用的变革性(Communications Materials，2021)。
另一方面，我率先研究了带电的结构超滑问题：1. 实现了高达 17.5 GA/m2 的滑动电流传输密度，比此前文献报道的最高滑动电流密度(0.12 GA/m2)还要高两个量级；2. 厘清了电场对结构 超滑界面摩擦特性的影响机制，发现了电压可对结构超滑界面的摩擦行为进行调控；3. 实现了低 至 0.453×10-11 Ω·m2 的接触电阻率，是现有最低的静态接触电阻率的 1/3;4. 发展了电测筛选鲁 棒超滑块的方法，为结构超滑的实际应用打下了实验基础(Physical Review Letters (×2)，2024；National Science Review，2024;ACS Applied Materials&Interfaces，2023;Nano Letters，2024)。
上述研究充分说明了结构超滑界面具有优异的力电特性，因此，我还将其应用到实际器件中，实现了第一台结构超滑导电滑环原理样机的搭建和功能验证，解决了传统导电滑环的摩擦磨损、寿命以及电传输稳定性等瓶颈问题;参与了超滑 MEMS 开关的开发和性能验证，有望解决 MEMS 开关的碰撞寿命等瓶颈问题，并大幅提高电学特性(PNAS，2020;PNAS，2024；Nano Letters， 2024)。
