机械运动部件的摩擦磨损不仅造成巨大的能源损耗、器件失效和环境污染，更是制约运动系统实现高可靠性长寿命的关键问题。尤其在微观尺度，由于显著的表面效应，摩擦磨损严重限制了微型器件的发展，而低摩擦固体润滑技术的进步对改善机械运动件润滑具有重要意义。超滑是指摩擦系数在0.001量级甚至更低的润滑状态，结构超滑则进一步要求两固体表面直接接触时摩擦几乎为零、磨损为零，为解决摩擦磨损难题提供了全新途径。目前超滑主要基于晶体界面和非公度接触实现，代表性材料为石墨烯、二硫化钼等二维材料，但这类材料的大面积生长与转移技术尚不成熟，存在缺陷、褶皱、杂质污染、基底粘附弱等问题，易导致超滑失效，难以在大范围内保证均一性。相比之下，工业界广泛应用的硅、氧化硅薄膜、类金刚石薄膜等宏观材料，已实现亚纳米级光滑表面、优异的均一性，并具备成熟的大批量生产能力。
        受此启发，我们探索利用微米尺度的石墨岛与宏观碳薄膜构成超滑配副，以实现二维材料与宏观材料之间的超滑，从而保证超滑副的一面为宏观材料，为诸多实际应用奠定基础。为此，我们制备了表面粗糙度仅100 pm、均一可控的碳薄膜，构建石墨岛/碳薄膜体系，发现固体表面湿度敏感性源于磨损后暴露的新表面所形成的水分子作用强烈的化学断键，进而提出“（近似）无磨损无化学反应”的界面设计思路，成功实现了在2%-80%湿度范围内不敏感的固体超滑。进一步研究表明，碳薄膜表面石墨烯片段排列角度各异、呈现无序性，这种结构无序性与石墨表面形成非公度接触，同时薄膜整体成型避免了石墨烯边缘暴露，有效减弱了阻碍超滑放大的边缘效应。通过逐步增大石墨岛尺度，最终实现了湿度不敏感结构超滑从微观到宏观的跨尺度放大。

超滑；碳薄膜；石墨；尺度；湿度