9日,記者從西安交通大學獲悉,該校前沿科學技術研究院及金屬材料強度國家重點實驗室多學科材料研究中心的一項研究取得了新進展。據介紹,本次研究成功研發出一種可規模生產的奇異金屬,其兼具高分子材料的超高柔性和超高強度鋼的超高強度。據悉,該研究成果日前在《自然》在線發表。
該金屬“既強且柔”的特性能夠在-80℃到+80℃的寬溫域內保持,不僅如此,該金屬在大應變下仍具有出色的抗疲勞特性。這些優異特性使得該合金有望在變形飛行器、超級機器人、人工器官等未來技術領域得到重要應用。
然而,這種工程技術上熱切期待的“既強且柔”特性是目前已知物理原理所不允許的性質。

該校博士生徐治志等人基于此前在國際上首次發現的應變玻璃的基礎研究成果,通過一種可規模生產的三步熱機械處理工藝,在商用Ti-50.8Ni合金中實現了一種帶有兩種馬氏體“種子”的獨特應變玻璃狀態DS-STG;該狀態的金屬兼具變形強化帶來的超高強度(1.8吉帕)和通過馬氏體“種子”無形核成長帶來的超高柔性(10.5吉帕的超低彈性模量)和超大可逆形變(8%)。因此,該金屬成功突破了高強度和高柔性不可兼得的原理性瓶頸,實現了“既強且柔”的罕見特性。
“這一類像超高強度鋼一樣強、又像高分子材料一樣柔順的全新金屬材料的出現,也許會讓變形飛機、機器人的超強人工肌肉等一大批未來技術,不再是遙遠的科幻影視劇。”徐治志說。
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