突破性發現！中國科學家在金屬中捕獲“負能界面”分享到：
      香港新聞網11月13日電 中國科學院金屬研究所與遼寧材料實驗室聯合研究團隊在金屬中首次發現“負能界面”，并實現亞納米結構合金強化。該技術使材料強度逼近理論極限，同時顯著提升彈性模量，為高性能金屬材料設計開闢新路徑。相關成果日前發表於國際頂級期刊《科學》，標誌著中國在亞納米尺度材料調控領域邁出關鍵一步。 據科技日報報道，這種極限尺度穩定界面能够改變晶格的原子鍵合狀態，從而大幅度提升性能，為下一代高性能金屬材料的設計開闢了全新維度。這一發現標誌著金屬材料的結構調控進入到亞納米尺度。 長期以來，提高金屬強度是材料領域的核心研究目標。傳統上通過將結構細化至納米尺度、形成高密度界面來實現強化。過去幾十年，全球科研團隊持續探索穩定界面結構與相應製備技術，以不斷細化金屬結構。 此前，盧柯研究員團隊曾利用低能孿晶界在銅中製備納米孿晶結構，使銅的強度提高 10 倍以上并保持良好導電性。然而，當孿晶層片厚度降至約 10 納米以下時，結構失穩導致材料軟化，制約了性能進一步提升。因此，如何突破尺寸極限、持續提升金屬強度，成為一項重大難題。 據介紹，2018年，該團隊首次發現，當納米金屬的晶粒小於70納米時，晶界能量下降，結構穩定性不降反升，這顛覆了傳統“納米晶粒越小越不穩定”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，發現材料轉變為一種新結構，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）。 “我們通過電化學沉積結合非晶化方法，發現在Ni-Mo合金中存在一種過剩能為負的界面。這種界面比孿晶界面更加穩定，顯著提升了合金的強度和彈性模量。”李秀艶說，該研究不僅突破了現有材料理論的認知，首次證實界面過剩能可以為負，而且在Ni-W等其他材料體系也發現了亞納米“負能界面”強化效應。相關合金已取得中試成果，有望推動高精密耐磨部件的技術升級。 （完） 【編輯：錢林霞】
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