北京工业大学在Science论文发表上取得突破

日前，《Science》杂志第339期（1191-1194, （2013））发表了北京工业大学固体微结构与性能研究所以第2单位（共4个国家12个研究单位）参与的研究工作：《A Transfoming Metal Nanocomposite with Large Elastic Strain, low Modulus and High Strength》。这是北京工业大学首次在《Science》，这一国际顶级综合类学术期刊上发表研究论文。

自由状态的纳米线具有超高的弹性应变极限（~7.2%：Nano Letters, 11, 3151（2011））和屈服强度，如何能够将其优异的力学性质移植于“大块体材料”’中是一个巨大的挑战。 在“大块材料”中实现纳米线的本征力学性质在过去已被证明非常困难, 有科学家甚至将其喻为“死亡之谷”(Science, 319 , 419-420 (2008))。如今，这一难题经过多年的不懈努力，终于找到了解决的途径。

由中国石油大学（北京）、北京工业大学、美国ARGONNE国家实验室、美国麻省理工学院、西澳大利亚大学和浙江大学等12个单位的科学家组成的研究团队，基于超大弹性应变(ultra-large elasticity)和超相变弹性应变（super-elasticity）匹配的设计，在国际上首次在以相变记忆合金为基体, 通过原位共晶复合，制备了 TiNi-Nb纳米线块体复合材料。同时，该研究解决了复合材料组元界面在原子层次上均匀匹配的国际难题，在国际上首次在‘块体材料’中实现了纳米线本征力学性质。该复合材料具有超高的准线弹性应变（>6%），低的弹性模量（~28 GPa）和高的屈服强度（1.65 GPa），填补了材料力学性能的空白区。这种基于应变匹配与原子尺度界面结构控制的设计理论具有普适性，可以大批量制备具有优异性能的纳米线/片-相变基体的复合材料。