受自然界“流体动力学大师”——鲨鱼的启发，一项获得欧盟560万欧元资助的前沿研究项目“OPTIMAL”，正致力于为航空与航海业带来一场绿色革命。项目牵头机构奥地利Joanneum Research近日宣布，其开发的革命性激光微结构制造平台已成功突破技术瓶颈，为实现“鲨鱼皮”仿生减阻薄膜的大规模工业化应用铺平道路。

模仿鲨鱼皮肤图案的先进表面涂层有助于材料更容易在空气和水中滑动（图片来源：David Clode / Unsplash）

核心技术：激光精密“复刻”鲨鱼皮

鲨鱼皮肤上覆盖着无数微小的、方向性的脊状结构（称为“盾鳞”或“皮齿”）。这种独特的微结构能有效引导其周围水流，减少摩擦阻力（“湍流阻力”）。OPTIMAL项目的核心创新在于利用先进的激光干涉光刻（LIL）和直接激光写入（DLW）技术，在工业级尺度上精确“复刻”这种天然微结构——制造出深度仅数十微米、排列精密的平行“减阻微槽（Riblets）”。

虽然现有的鲨鱼皮仿生涂层技术（Lufthansa Technik与BASF合作的AeroSHARK）已经证明了概念可行性，但OPTIMAL项目的突破在于改进母版制作过程，实现“一体化”制造平台。它将多种激光加工技术与实时在线质量监测、AI智能控制算法紧密结合，彻底解决了传统激光技术速度慢、能耗高、无法兼顾大面积与高精度等核心瓶颈。

显著效益：减阻、防冰、降排放

这些由激光精密“雕刻”出的减阻微槽，如同在飞机机身或船体表面铺设了无数条微观“气流/水流轨道”。它们能引导流体更顺畅地流过表面，可显著降低飞机和船舶的巡航阻力，有效抑制表面结冰，节约燃料与减少排放。项目团队特别指出，其AI驱动优化和在线监测系统可将制造过程资源消耗降低40%，使整个生产环节更可持续。

这一平台的价值除了为航空航海业提供高性能涂层，其精密制造微小结构的能力，还能用于制造高性能光学透镜、半导体芯片模具以及各种多功能表面的母模板，应用前景极其广泛。

该项目预计于2026年完成。随着其激光制造平台技术的不断成熟与优化，鲨鱼皮带来的流体力学智慧，将有望以革命性的环保涂层形式，应用到更广阔的工业领域，为交通领域低碳转型贡献关键力量。

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