11月12日，記者從遼寧材料實驗室獲悉，該實驗室與中國科學院金屬研究所聯合研究團隊近日取得重大技術突破。研究人員在金屬中發(fā)現“負能界面”，成功實現亞納米結構合金強化，使材料強度逼近理論極限的同時，顯著提升彈性模量。這種極限尺度穩(wěn)定界面能夠改變晶格的原子鍵合狀態(tài)，從而大幅度提升性能，為下一代高性能金屬材料的設計開辟了全新維度。

長期以來，提高金屬強度是材料領域的核心研究目標。將結構細化到納米尺度形成高密度界面，是金屬的主要強化途徑之一。盧柯研究員帶領團隊，利用穩(wěn)定的低能孿晶界在金屬銅中構建納米孿晶結構，使銅的強度提升10倍以上，并保持高導電性。然而，當孿晶層片厚度低于約10納米時，孿晶結構失穩(wěn)導致材料軟化，結構無法進一步細化。因此，如何突破尺寸極限、持續(xù)提升金屬強度，成為一項重大難題。

遼寧材料實驗室黨委副書記、副主任李秀艷在接受科技日報記者專訪時介紹，盧柯研究員團隊長期致力于金屬材料結構調控與性能突破研究。2018年，該團隊首次發(fā)現，當納米金屬的晶粒小于70納米時，晶界能量下降，結構穩(wěn)定性不降反升，這顛覆了傳統(tǒng)“納米晶粒越小越不穩(wěn)定”的認知。2020年，團隊進一步探索晶粒尺寸極限，將純銅晶粒細化至4—5納米時，發(fā)現材料轉變?yōu)橐环N新結構，晶界呈現三維周期性極小面特征，將其命名為“受限晶體”。在最新研究中，團隊聚焦尺度更小的界面結構（平均0.7納米/3—4原子層）。