我科研团队发现“既强且柔”的奇异金属

科技日报记者 王禹涵

9日，记者从西安交通大学获悉，该校前沿科学技术研究院及金属材料强度国家重点实验室多学科材料研究中心的一项研究取得了新进展。据介绍，本次研究成功研发出一种可规模生产的奇异金属，其兼具高分子材料的超高柔性和超高强度钢的超高强度。据悉，该研究成果日前在《自然》在线发表。

该金属“既强且柔”的特性能够在-80℃到+80℃的宽温域内保持，不仅如此，该金属在大应变下仍具有出色的抗疲劳特性。这些优异特性使得该合金有望在变形飞行器、超级机器人、人工器官等未来技术领域得到重要应用。

然而，这种工程技术上热切期待的“既强且柔”特性是目前已知物理原理所不允许的性质。

DS-STG金属“既强又柔”综合性能展示。受访者供图

该校博士生徐治志等人基于此前在国际上首次发现的应变玻璃的基础研究成果，通过一种可规模生产的三步热机械处理工艺，在商用Ti-50.8Ni合金中实现了一种带有两种马氏体“种子”的独特应变玻璃状态DS-STG；该状态的金属兼具变形强化带来的超高强度（1.8吉帕）和通过马氏体“种子”无形核成长带来的超高柔性（10.5吉帕的超低弹性模量）和超大可逆形变（8%）。因此，该金属成功突破了高强度和高柔性不可兼得的原理性瓶颈，实现了“既强且柔”的罕见特性。

“这一类像超高强度钢一样强、又像高分子材料一样柔顺的全新金属材料的出现，也许会让变形飞机、机器人的超强人工肌肉等一大批未来技术，不再是遥远的科幻影视剧。”徐治志说。