中國科學院金屬研究所近期在材料科學領域取得一系列突破性進展，從攻克金屬「不可能三角」到光催化分解水製氫，再到大面積「二維金屬」的製備，這些成果不僅提升了中國在先進材料研究領域的國際地位，也為解決能源、科技等關鍵問題提供了新的可能性。香港輕新聞對這些進展進行了持續報導，展現了中國科研人員的創新能力與決心。
突破「不可能三角」：金屬材料的全新設計思路
傳統觀念認為，金屬材料的強度、塑性和穩定性三者難以兼得，這被稱為金屬材料領域的「不可能三角」。強度代表材料抵抗變形的極限，塑性則指材料在變形前能夠承受的程度，而穩定性則關乎材料在不同環境下的性能保持能力。過去，為了提高其中一項性能，往往會犧牲其他兩項，導致材料在實際應用中存在局限性。
然而，中國科學院金屬研究所的研究團隊打破了這一僵局。他們提出了一種全新的設計思路，通過控制金屬往復扭轉的特定工藝參數，引入空間梯度序構位錯胞結構，成功實現了金屬材料在保持高強度和高塑性的同時，大幅提升了穩定性。論文通訊作者、研究員盧磊將此操作比喻為「擰麻花」，巧妙地利用了金屬材料的微觀結構來改善其整體性能。這項突破不僅為開發高性能金屬材料提供了新的途徑，也為航空航天、汽車製造等領域帶來了潛在的應用前景。
光催化分解水製氫：邁向清潔能源的關鍵一步
面對日益嚴峻的能源危機和環境污染問題，尋找清潔、可持續的能源成為全球共識。氫能源作為一種潛在的清潔能源，備受關注。然而，氫氣的獲取一直是制約其發展的關鍵瓶頸。傳統的製氫方法往往依賴化石燃料，產生大量的二氧化碳排放。
中國科學院金屬研究所的研究團隊在「光分解水制氫」領域取得了突破性進展。他們顯著提升了通過陽光直接分解水獲取氫氣的效率，為實現氫能源的清潔生產提供了新的可能性。中國科學院金屬研究所所長、研究團隊負責人劉崗表示，這項研究成果將有助於加速氫能源的商業化應用，為構建清潔、低碳的能源體系做出貢獻。光催化分解水製氫技術的發展，有望在未來取代傳統的製氫方法，為人類提供更加環保、可持續的能源解決方案。
「二維金屬」的製備：開創材料研究的新領域
近年來，二維材料因其獨特的物理和化學性質而備受關注。石墨烯作為二維材料的代表，在電子、能源、材料等領域展現出巨大的應用潛力。然而，二維金屬材料的研究相對滯後。
中國科學院物理研究所科研團隊成功研製出厚度僅為頭髮絲直徑的二十萬分之一的單原子層金屬，並實現了大面積的製備，這在國際上尚屬首次。該團隊首先以鍺基石墨烯晶圓作為預沉積襯底生長單晶金屬鋁，利用石墨烯與單晶金屬鋁之間較弱的范德華作用力，實現無損剝離。這項突破為開發新型的電子器件、催化劑和傳感器提供了新的材料選擇，也為材料科學研究開闢了新的領域。
總而言之，中國科學院金屬研究所及其合作夥伴在材料科學領域的這些突破性進展，不僅展示了中國科研人員的卓越能力，也為解決全球性的能源和科技挑戰提供了新的思路和方案。隨著這些研究成果的進一步發展和應用，我們有理由相信，中國將在先進材料領域扮演更加重要的角色，為人類社會的發展做出更大的貢獻。未來，我們期待看到更多來自中國科研團隊的創新成果，為構建一個更加美好的世界貢獻力量。
