近日，西安交通大學前沿科學技術研究院及金屬材料強度國家重點實驗室多學科材料研究中心博士生徐治誌等人成功研發出一種可規模生產的奇異金屬，突破了長期以來高柔性和高強度不可兼得的原理性瓶頸，實現了兼具高分子材料的超高柔性和超高強度鋼的超高強度。該特性能夠在-80℃到+80℃的寬溫域內保持，同時該金屬合金在大應變下仍具有出色的抗疲勞特性。這些優異特性可望使得該合金在變形飛行器、超級機器人、人工器官等未來技術領域得到重要應用。

　　該研究成果9月4日在Nature在線發表。

　　變形飛機、機器人的超強人工肌肉等一大批未來技術亟待一類全新金屬材料的出現，它既能像超高強度鋼一樣強，又能像高分子材料一樣柔順。然而，這種工程技術上熱切期待的“既強且柔”特性是目前物理原理所不允許的性質。因為高強度需要強的原子鍵，但強的原子鍵又造成低柔性。因此高強度和高柔性長期以來是一對“魚與熊掌”不可兼得的性質。因此以往的高強度材料如高強度鋼的強度雖然很高(強度高於1 GPa)，但其柔性很低(彈性模量或剛度係數高達200 GPa)；而高分子材料柔性高(彈性模量低至10 GPa或更低)，但其強度也很低(大多低於0.2 GPa)。因此，獲得“既強且柔”的材料長期以來似乎是一個可遇不可求的夢想。

　　前沿院多學科材料研究中心博士生徐治誌等人基於該中心在國際上首次發現的應變玻璃的基礎研究成果，通過一種可規模生產的三步熱機械處理工藝，在商用Ti-50.8Ni合金中實現了一種帶有兩種馬氏體“種子”的獨特應變玻璃狀態DS-STG；該狀態的合金兼具變形強化帶來的超高強度(1.8 GPa)和通過馬氏體“種子”無形核成長帶來的超高柔性(10.5 GPa的超低彈性模量)和超大可逆形變(8%)。因此，該合金成功突破了高強度和高柔性不可兼得的原理性瓶頸，實現了“既強且柔”的罕見特性。該合金同時具有應變玻璃合金的共同重要優點，即該特性能夠在-80℃到+80℃的寬溫域內維持不變，以及突出的高應變下抗疲勞特性；因此該合金有望滿足變形飛行器、超級機器人的溫域要求，所以極具工程應用前景。這種可規模生產的“既強且柔”的金屬合金可望對變形飛行器、超級機器人和人造器官等未來技術領域產生顛覆性影響。

　　上述成果以《一種像高分子一樣的高強度金屬合金》(“A polymer-like ultrahigh strength metal alloy”) 為題於9月4日在《自然》(Nature)在線發表。

　　論文第一作者為西安交通大學前沿科學技術研究院博士生徐治誌；論文通訊作者為紀元超教授、馬天宇教授和任曉兵教授；論文通訊單位是西安交通大學。

　　該成果的參加單位還有四川大學、中科院物理所、隆基研究院(LONGi)，以及日本國立物質材料研究院(NIMS)。相關研究得到了國家自然科學基金和國家重點研發計劃等項目的支持。