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人民网沈阳11月14日电 (记者孝媛)近日，国际顶级学术期刊《科学》周刊发表了辽宁材料实验室与中国科学院金属研究所联合研究团队的最新研究成果。这项研究首次发现金属中存在“负能界面”，标志着金属材料的结构调控进入到亚纳米尺度，可将金属材料强度提升至接近理论极限，为下一代高性能金属材料的设计开辟了全新维度。
提高金属强度是长期以来材料领域的核心研究目标，通过结构细化到纳米尺度形成高密度界面是金属的一种主要强化途径。几十年来，世界各国一直致力于探索稳定的界面结构，发展制备技术，持续细化金属结构。
2004年，卢柯研究员团队利用稳定的低能孪晶界在金属铜中获得纳米孪晶结构，使铜的强度提升10倍以上并保持高导电性，近年来在各类合金、半导体和陶瓷材料中均实现了纳米孪晶强化。但当孪晶层片厚度低于约10纳米时，孪晶结构就会失去稳定性导致材料软化，结构无法进一步细化。
研究团队成员在讨论实验参数。人民网记者 孝媛摄
近期，辽宁材料实验室与中国科学院金属研究所联合研究团队通过电化学沉积结合非晶化方法，发现金属中存在一种比孪晶界更稳定的界面——“负能界面”。
据辽宁材料实验室副主任李秀艳介绍，“负能界面”的平均界面厚度小于1 纳米，比孪晶界面更稳定，达到了材料中的界面密度极限，从而将材料强度提升至接近理论极限。不同于传统金属强化方法通常会导致弹性模量的下降，“负能界面”在提高强度的同时显著提升材料的弹性模量，并且这种“负能界面”强化机制适用于多种合金体系。
目前，研究团队已与相关企业开展中试，探索将研究成果应用于提升高精密设备部件的耐磨性。
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