在全球产业低碳转型与我国“十五五”培育新质生产力、推进制造业高质量发展的战略背景下，太原理工大学机械工程学院黄庆学院士团队赵敬伟教授历时多年攻关，成功研发出具有自主知识产权的新一代水基纳米润滑剂。该润滑剂以水为核心介质，不仅解决了传统油基润滑剂的环保顽疾，更实现了润滑性能超越，达成“以水代油”的颠覆性突破，可为我国制造业打通“高效生产”与“绿色发展”双路径提供自主可控的“中国方案”。
科研团队统计的数据表明，润滑剂作为金属切削、磨削、压力加工等制造工艺的“工业血液”，直接决定加工精度、表面质量、刀具寿命与生产效率。但长期以来，传统油基润滑剂形成的“环境-健康”双重痛点，已成为制造业可持续发展的瓶颈：每年我国产生的油基润滑剂废液超百万吨，每吨处理成本高达3000~5000元；车间油雾导致PM2.5浓度超标，操作人员呼吸道疾病发病率较普通工种高40%以上。
图1 赵敬伟教授（中）与团队研讨水基纳米润滑剂研发
科研团队摒弃传统油基润滑剂体系修补式路径，直击水基润滑剂润滑性能差、防锈能力弱、易滋生细菌三大技术瓶颈，实现核心理念突破：完全摒弃机械油成分，以水为基础液，创新添加纳米级功能粒子，在工具—工件接触区形成稳定、高效的纳米润滑保护层。这些纳米粒子可在工具与工件接触时填充表面微观缺陷，构建致密保护膜，通过“滚珠减摩+抛光提质”双重机制，避免传统润滑油膜破裂导致的金属直接摩擦，既可改善润滑条件、提升工件表面质量，又能实现防锈、抗菌性能提升。
一项技术的生命力需要通过严苛的实验室测试、中试现场验证及持续优化来确保其可靠性。科研团队在经历了数次的配方优化和台架实验后，所研发的水基纳米润滑剂迎来了从实验室走向中试的关键阶段。中试在国内某制造企业的中试生产线上进行，同时一场与传统润滑剂的“同台竞技”也悄然展开。测试覆盖高强钢、钛合金、高温合金等典型材料，并模拟高转速、大进给量的苛刻加工条件。数月的中试结果令人振奋，与目前市场上主流的润滑剂相比，这款水基纳米润滑剂展现出明显的综合优势：
加工质量提升：在同等参数下，基于水基纳米润滑剂加工的工件表面质量更优，这对于追求极致可靠性的精密部件加工至关重要。
加工效率突破：由于水基纳米润滑剂具有优异的冷却性能和抗磨减摩效果，允许机床采用更高的转速和进给率，加工效率显著提升。
成本效益双赢：从全生命周期成本角度核算，单件产品的加工成本因效率提升而显著下降；加之废液处理成本的断崖式下跌，助力企业实现经济效益与环保效益的完美统一。
图2 太原理工大学研发的水基纳米润滑剂进入中试阶段
“以前车间油雾呛人，地面打滑；现在空气清爽，零件光泽度肉眼可见变好，我们干活都更有劲了！”参与中试的企业工程师苗锋兵的感慨，道出技术创新对生产场景的真实改变。
图3 赵敬伟教授（右）指导学生开展水基纳米润滑剂应用
“这项技术的成功，是产学研深度融合的成果。”赵敬伟教授表示，“它源于我们对国家重大需求的敏锐洞察，成于基础研究的持续深耕，验证于与行业企业的紧密协作。从纳米润滑机理研究到实验室配方优化再到中试验证，我们打通了水基纳米润滑技术的全创新链。”
太原理工大学这款水基纳米润滑剂的问世，标志着我国在高端环保型润滑剂领域实现了从“技术空白”到“自主突破”的标杆性跨越。它不仅仅是一款替代产品，更是一种全新的理念和问题解决方案。（陈霞）
