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先进智能材料研究中心

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智能材料作为能感知力、电、磁、热、声、光等环境刺激并作出主动响应的功能材料,正引领全球产业变革与技术革命。当前,智能技术的飞速发展对材料性能提出了更高维度的要求,而传统材料体系已面临原理性瓶颈。本中心以发现智能材料新物理效应为核心,通过多学科交叉创新,突破性能极限,开发具有超高性能或全新功能的"超级智能材料",并推动其产业化应用,为航空航天、生物医疗、自动驾驶、机器人、无人机、人工触觉等领域提供颠覆性解决方案。


主要研究方向如下:

  • 高性能智能材料探索
    • 铁弹/形状记忆材料与应变玻璃材料(如嫦娥五号月球采样器驱动材料)
    • 铁电/压电材料(如自动驾驶、无人机高灵敏度传感器材料、无铅环保材料)
    • 铁磁/磁致伸缩材料(如新一代高灵敏大功率能量转换器件用材料)
    • 其他智能材料
  • 理论与计算机模拟
  • 智能材料中试与产业化
    • 面向工程应用的性能优化
    • 规模化制备技术开发
中心主任更多
任晓兵
中心主任  首席研究员

铁性智能材料领域国际著名学者,主要研究方向为铁弹/形状记忆材料、铁电/压电材料及铁磁/磁致伸缩材料等。在Nature、Science、Nature Materials、PRL等期刊发表论文近400篇,论文被引用2.7万余次,其中两篇论文被引用分别超过5400次和3000次,分别位列马氏体/形状记忆合金领域一个世纪以来的5万余篇论文中的第一位、以及无铅压电领域4千余篇论文中的前三位(Web of Science统计)。开辟了应变玻璃(strain glass)新领域方向,该方向成为多个国际会议的主题之一,受到了由美国NASA等科技巨头组成的形状记忆合金产学研联合体(CASMART)的追踪研究。合作研发的应变玻璃合金成功用于我国探月工程嫦娥5号;最近发现的“超柔且超强” 应变玻璃金属材料(Nature 2024)被美国《New Scientist》杂志报道称可望应用于可变形飞行器等颠覆性技术。部分成果获国家自然科学二等奖(排名第一)、日本金属学会“杰出青年奖”、“功勋奖”、美国陶瓷学会Spriggs奖等。

 

代表论文

1. Z. Xu, Y. Ji, C Liu, L. He, H. Zhao, Y. Yuan, Y. Qian, J. Cui, A. Xiao, W. Wang, Y. Yang, T. Ma & X. Ren, Nature, 633,8030 (2024).
2. M Fang, Y Ji, Y Ni, W Wang, H Zhang, X Wang, A Xiao, X Ren, Phys. Rev. Lett., 130, 116102 (2023).
3. C Liu, Y Ji, J Tang, K Otsuka, Y Wang, M Hou, Y Hao, X. Ren, Nature Materials. 21, 1003–1007 (2022). 
4. Y. Ji, D. Wang, X. Ding, K. Otsuka, X. Ren. Phys. Rev. Lett. 114, 05710 (2015).
5. D Wang, Y Wang, Z Zhang, X Ren. Phys. Rev. Lett., 105 (20), 205702(2010).
6. W. Liu and X. Ren. Phys. Rev. Lett., 103, 257602 (2009). 
7. K. Otsuka and X. Ren. Progress in Materials Science, 50, 511-678 (2005). 
8. S. Sarkar, X. Ren and K. Otsuka. Phys. Rev. Lett., 95, 205702 (2005).
9. X. Ren. Nature Materials, 3, 91-94 (2004). 
10. X. Ren and K. Otsuka. Nature, vol.389, No.6651, 579-582 (1997).