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石大學術論文首次登上《SCIENCE》--記我校在金屬納米復合材料研究領域取得重要突破的崔立山教授研究團隊

發(fā)布日期:2013-03-18 
     在世界頂級綜合類學術期刊《Science》(《科學》)上,第一次出現了中國石油大學科研團隊的名字。重質油國家重點實驗室,、理學院材料科學與工程系崔立山教授研究組作為第一作者單位撰寫的論文“A Transforming Metal Nanocomposite with Large Elastic Strain,,Low Modulus and High Strength”(《一種超大彈性應變、低彈性模量及高屈服強度的相變金屬納米復合材料》)刊發(fā)在3月8日出版的最新一期《Science》上,,同期配發(fā)的還有美國著名科學家對該論文的專題評述文章,。
    金屬、陶瓷及高分子材料是人類廣泛使用的三大類材料,,然而,,在它們的性能之間存在空白區(qū),該空白區(qū)所對應的大彈性應變,、高強度及低彈性模量性能一直是人類面臨的挑戰(zhàn),。長期以來,基于自由態(tài)納米線具有超大彈性應變與超高強度的特征,,科學家曾對其增強復合材料的性能,,填補空白區(qū)寄予厚望。   然而,,諸多研究表明,,納米線的本征力學性能在復合材料中的實現成為眾所周知的“死亡之谷”,科學家們的“厚望”變得“令人失望”,、“更加渺茫”,、“不知是否可行”。
    崔立山教授研究團隊的論文基于對金屬納米復合材料中兩組元載荷傳遞在原子尺度上均勻性的猜想,,首次提出了基體相變應變與納米線彈性應變匹配的設計思想,,采用共晶相變和單向大變形,獲得了兼具超大準線彈性應變,、高屈服強度及低彈性模量的新型金屬納米復合材料,,首次發(fā)現納米線的本征力學性能能夠在大塊材料中實現,,跨越了所謂的“死亡之谷”,填補了三大類材料力學性能的空白區(qū),。
    令人期待的是,,基于論文對原子尺度猜想的證實,有望賦予多種聚集態(tài)納米線及表面納米膜超大彈性應變,,進而使其吸附,、催化、磁性及電子輸運(超導)等物化特性發(fā)生變化,,從而對油氣催化,、光催化、超導,、磁學及電學等研究領域產生重要影響,。
    對于該研究成果,國際材料科學家給予了高度關注,。兩位《Science》期刊的審稿人均對論文給出了很高評價,,認為“該稿件在許多方面均為偉大的工作,特別令人鼓舞的是,,在已被認為成熟,、難以取得突破的領域,取得了重大突破”,,“是一篇跨學科論文,,它對材料科學具有重大而新穎的貢獻”。美國著名科學家在同期《Science》上撰文《采用設計獲得優(yōu)異性能》對該論文進行了專題評論,,并以副標題形式指出該論文的學術價值“預示著材料設計新時代的到來”,。
    崔立山教授表示,這篇論文是傳統(tǒng)研究方向與新興研究領域相融合的結果,,是團隊專注于學術創(chuàng)新辛勤努力的收獲,,同時也得益于學校對基礎研究和國際學術交流合作的支持與推動。包括北京工業(yè)大學,、美國Argonne國家實驗室,、澳大利亞西澳大學、西安交通大學,、美國麻省理工學院在內的4個國家的12個研究單位參與了此項研究,。崔立山教授指導的博士生郝世杰為論文第一作者,崔立山教授為責任作者,,青年教師姜大強為第三作者,。論文署名作者中還有材料系的楊峰、鄭雁軍兩位青年教師和姜江,、劉鎮(zhèn)洋,、王珊,、于存、史曉斌,、杜敏疏等6位博士研究生,。
    美國的《Science》雜志一直致力于發(fā)表全球最優(yōu)秀的科學研究成果,同英國的《Nature》雜志共同被譽為世界上兩大最頂尖的科學雜志,,代表了人類自然科學研究的最高水平,。此篇論文的發(fā)表,是中國石油大學高水平論文取得突破的標志,,對于提升學校的國際學術聲譽意義重大,。