資料顯示，鎂合金材料具有密度低、重量輕、易于加工等特點(diǎn)，一直是材料學(xué)的研究熱點(diǎn)，并且被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電話、平板及手提電腦等3C消費(fèi)電子和汽車(chē)、航空等領(lǐng)域。

    呂堅(jiān)介紹說(shuō)，固態(tài)金屬在常溫下是以金屬晶體的相態(tài)存在的。同種單質(zhì)金屬或合金比例不變的情況下，構(gòu)成金屬材料的微結(jié)構(gòu)（如晶粒、孿晶等）形態(tài)、比例、大小等發(fā)生變化，都會(huì)顯著影響金屬材料的性質(zhì)。

    科學(xué)家通過(guò)電子顯微鏡技術(shù)，發(fā)現(xiàn)隨著構(gòu)成金屬材料的微結(jié)構(gòu)尺寸不斷減小，材料的強(qiáng)度和硬度、韌性等特性會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)單個(gè)晶粒的直徑達(dá)到100納米以下時(shí)，這些現(xiàn)象變得尤其明顯。

    “我們研制的是兩相結(jié)構(gòu)單元都小于10納米的合金膜結(jié)構(gòu)，在具有超高強(qiáng)度的同時(shí)，變形能力較鎂基金屬玻璃高兩倍。”呂堅(jiān)說(shuō)。

    此前，科學(xué)家一直希望進(jìn)一步提升鎂合金的強(qiáng)度和抗磨損能力，但由于在制備納米金屬晶體時(shí)存在一定的缺陷，從而導(dǎo)致整體材料強(qiáng)度很難達(dá)到理論值。

    呂堅(jiān)團(tuán)隊(duì)在研發(fā)過(guò)程中，創(chuàng)造性地將納米級(jí)鎂-銅合金晶體嵌入到鎂-銅-釔合金的非晶態(tài)金屬外殼，制成了這種超高強(qiáng)度的鎂基超納雙相-玻璃納米晶材料，有效彌補(bǔ)了現(xiàn)有材料的不足。

    這種神奇的新型合金結(jié)構(gòu)究竟有怎樣的應(yīng)用前景？

    呂堅(jiān)表示，由于雙相超納材料的兩相幾何尺寸均小于10納米，因而具有不同尋常的力學(xué)和物理學(xué)性能，在超高強(qiáng)度輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的工業(yè)應(yīng)用中存在巨大潛力，比如用于制作航空航天和自動(dòng)化領(lǐng)域的高強(qiáng)度、輕量化零件。

    “這種新型合金結(jié)構(gòu)有望在3C類(lèi)硬件領(lǐng)域率先得到應(yīng)用。而且制作這次新材料所采用的磁控濺射方法已十分成熟，可以應(yīng)用于大規(guī)模材料制備。”呂堅(jiān)認(rèn)為，珠三角地區(qū)3C硬件生產(chǎn)企業(yè)眾多，產(chǎn)業(yè)鏈完備，能夠大大加速這一新材料科研成果的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

    與此同時(shí)，鎂基合金在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也存在廣闊應(yīng)用前景。呂堅(jiān)指出，新型合金材料可應(yīng)用在生物降解植入物料中，病人可因此避免進(jìn)行第二次手術(shù)以取出零件。

    此外，新材料還可制成涂層加在人體膝蓋、臀部的人工關(guān)節(jié)上，提高關(guān)節(jié)的抗磨損和抗腐蝕能力，更可減低患者對(duì)人工關(guān)節(jié)金屬敏感的風(fēng)險(xiǎn)。