中国科学家颠覆百年认知：金属强度和塑性，现在能兼得 中科院金属研究所卢磊团队

中国科学家颠覆百年认知：金属强度和塑性，现在能兼得 中科院金属研究所卢磊团队，凭一项“基元序构金属”的创新技术，拿下了2025年度中科院杰出科技成就奖。 这一突破改写了百年金属学教科书——以前大家都觉得，金属的强度和塑性天生对立：要么硬而脆，要么韧而软，鱼和熊掌不可兼得。现在，中国科学家打破了这个魔咒。 团队没有走传统的“均匀化”研发老路，而是从自然界找灵感。 人体骨骼、竹子看着不均匀，却又结实又有韧性，团队受此启发，提出了“基元序构”的新设计思路。简单说，就是把金属里最基本的微观小单元，按特定方式跨尺度排列，形成有梯度的非均匀结构。 实现这个结构的核心技术叫“循环扭转”，操作起来像拧麻花：反复扭转金属，就能在它内部造出特别精细的梯度位错胞结构，尺寸只有头发丝的三百分之一。 这种微观结构，就像给金属装了精密的“防撞栏”，能阻碍内部缺陷移动，还能像弹簧一样吸收变形能量，让金属又硬又有韧性。 这项技术的效果，已经在多种金属材料上得到验证： 2021年用在高熵合金上，强度直接提升3倍，达到1.2吉帕，同时还保持着高塑性，不会一折就断； 2023年的低温测试中，发现它靠原子尺度的层错实现塑性变形，密度比传统金属高百倍，能承受更大的变形而不损坏； 2025年应用在常见的304不锈钢上，屈服强度提升2.6倍，抗疲劳、抗变形的能力更是飙升了2到4个数量级。 这些数据看着抽象，实际意义却很大。 比如飞机发动机叶片每秒要承受上万次冲击，跨海大桥钢索每天扛着百万吨压力，以前的金属材料长期使用容易疲劳断裂。现在有了这种新结构金属，这些关键部件的寿命和安全性都会大幅提升。 目前，团队已经在推进技术落地。 高性能的序构铜箔专利，已经进入转化阶段；轴承钢等常用材料经过“序构化”处理后，综合性能也大幅提升。 这些创新材料，能给集成电路、锂电池、重大工程装备提供更优的解决方案，用“中国创造”为大国重器保驾护航。