近日，浙江大學材料學院劉嘉斌副教授參與的超彈納米金剛石工作取得進展，相關成果“Ultralarge Elastic Deformation of Nanoscale Diamond”于2018年4月20日在線發(fā)表于國際學術期刊《Science》。
固體材料的最大彈性拉伸應變一般只有0.2-0.4%。1958年，Brenner在微米尺度晶須中實現(xiàn)了4%的拉伸應變。由于納米材料中幾乎不含缺陷，對于提高材料強度意義重大。因此，近年來，不斷追求更強材料的科研工作者將目標轉(zhuǎn)向納米材料。由于C-C鍵是自然界中最強的鍵，大量基于碳的一維納米材料和二維納米材料成為了研究的焦點，譬如多壁碳納米管、石墨烯等。
劉嘉斌副教授于2014年在香港城市大學Yang Lu課題組合作交流期間，參與了香港城市大學與美國麻省理工學院、新加坡南洋理工大學聯(lián)合團隊，共同研究一種具有超大彈性變形能力的單晶納米金剛石，強度達到接近其理論極限的89-98 GPa，同時彈性形變達到9%。這種納米金剛石的超高強度和超大彈性變形主要來自于兩方面因素，一方面歸根于小體積納米金剛石中的缺陷很少，另一發(fā)方面是因為納米金剛石比塊體金剛石具有更加光滑的表面。這項研究發(fā)展了一種具有超大變形能力的高強度材料，開辟了納米金剛石在微電子器件和藥物輸送等領域的新應用，并為金剛石的納米結(jié)構(gòu)、彈性應變以及物理性能的設計與優(yōu)化，帶來了新的啟發(fā)。
論文鏈接：http://science.sciencemag.org/content/360/6386/300
Amit Banerjee, Daniel Bernoulli, Hongti Zhang, Muk-Fung Yuen, Jiabin Liu, Jichen Dong, Feng Ding, Jian Lu, Ming Dao, Wenjun Zhang, Yang Lu, Subra Suresh. Ultralarge elastic deformation of nanoscale diamond. Science 2018, 360, 300-302.
劉嘉斌副教授個人簡介：
浙江大學博士畢業(yè)，現(xiàn)為浙江大學材料科學與工程學院副教授，碩士生導師。主要從事先進金屬結(jié)構(gòu)材料的研究，尤其是金屬微結(jié)構(gòu)與力學性能的內(nèi)稟聯(lián)系。擅長原位透射電子顯微技術，目前負責管理JEM-2100透射電鏡。工作研究領域包括：
1. 高強高導銅合金。開發(fā)了強度達1000 MPa且電導率為80% IACS的銅合金導線。與企業(yè)聯(lián)合研制千米級高強高導銅鉻鋯合金導線，用于“京滬高鐵”的接觸線創(chuàng)造了世界高鐵速度486.1 km/h。
2. 高強高韌鋼。開發(fā)了強度達1200 MPa且延伸率為50%的高強高韌鋼。與中科院力學所聯(lián)合開發(fā)一種提高屈服強度一倍且不降低延伸率的方法，打破傳統(tǒng)的強度與塑性相斥的困局。
3. 高活性燃料電池催化劑。開發(fā)了過渡金屬大環(huán)化合物作為質(zhì)子交換膜燃料電池的陰極催化劑，其催化活性與商業(yè)Pt/C相當。
電子信箱：liujiabin@zju.edu.cn
