11月19日至22日，第三届东钱湖交叉科学国际论坛在宁波召开。本届论坛由中国科学院宁波材料技术与工程研究所主办、宁波慈溪生物医学工程研究所和甬江实验室承办。

 

期间，200多位中外专家、青年学者齐聚一堂，以材料与物理、化学及生物医学等领域的交叉融合为主题，交流不同学科领域的最新进展和对未来技术的展望，以及多学科交叉融合创新发展的新路径。

 

 

包括诺贝尔奖评审委员会评委、瑞典皇家科学院原院长、瑞典皇家科学院、瑞典乌普萨拉大学教授Dan Larhammar院士、中国科学院大连化学物理研究所张涛院士、国际灵长类脑研究中心Nikolaos K. Logothetis院士、香港中文大学（深圳）唐本忠院士、国家纳米科学中心赵宇亮院士、上海大学刘昌胜院士、南京航空航天大学郭万林院士、中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士、意大利罗马大学Giancarlo Ruocco院士、南昌大学熊仁根院士在内的10余位顶尖学术大咖受邀作主论坛报告。其中，甬江实验室陈克新研究员、任晓兵研究员分享各自在先进材料领域的最新研究成果。

 

 

从梦想变为现实

 

陈克新现任北京科技大学教授及甬江实验室先进结构陶瓷创新中心主任，是材料科学领域的领军人物。他以“塑性陶瓷：从梦想变为现实”为题，详细阐述了其团队在研发塑性陶瓷材料方面所付出的不懈努力。

 

 

陶瓷材料因具有耐高温、耐腐蚀、硬度高、轻质等优异特性，已成为先进装备、能源、半导体、医疗等领域发展的关键材料。然而，陶瓷材料天生脆性的短板一直是限制其广泛应用的主要障碍。

 

近年来，陈克新团队在室温下实现了共价键合陶瓷的压缩和拉伸塑性变形。在压缩塑性方面，2022年，陈克新团队在共价键合的氮化硅（Si3N4）陶瓷中构建了α/β双相结构，这种结构通过应力诱导的β到α相变，最终实现了室温下的塑性变形，这一成果发表于《科学》。

 

 

随后的两年间，该团队继续在拉伸塑性方面发起冲击，进一步提出一种“借位错”策略，通过在金属-陶瓷界面处有序的键合结构，使La2O3陶瓷在室温下表现出显著的拉伸塑性，这一成果在今年发表于《科学》。从压缩塑性到拉伸塑性方面的研究，陈克新团队为室温下具有塑性的陶瓷材料研发开辟了新的途径，显著拓展了陶瓷材料的应用领域。这一研究成果有望极大拓展陶瓷材料在航空航天、汽车工程等领域的应用范围。

 

颠覆已知固态物理原理

 

任晓兵现任甬江实验室先进智能材料研究中心主任，同时也是西安交通大学的兼职教授，长期致力于铁性智能材料的研究。他向大家分享了自己在类聚合物金属合金领域的研究与展望。

 

 

不管是变形飞机还是超强人工肌肉，这些未来技术都需要结合超高强度钢的强度与聚合物的柔韧性。然而，这一“强而柔”的特性不符合已知的固态物理原理。任晓兵团队发现，通过“应变玻璃”合金可以实现这种非凡的性质。这种合金表现出橡胶般的弹性行为，并且能够在-80°C至+80°C的温度范围内保持这种性质，同时还具有出色的疲劳抗性，这一成果在今年发表于《自然》。

 

 

现场，任晓兵详细阐述了应变玻璃的性质。这是一种新型智能材料，其特征是“活”的纳米应变域，能够创造“强而柔”的特性。他提出了一个模型来解释应变玻璃的转变过程，称为“多米诺骨牌+石子”模型，涉及短程相互作用和渐进的结构变化，区别于传统的相变理论，如朗道理论。最后，他还讨论了应变玻璃可能是恒弹性等世纪疑难现象的起源。

 

 

本次论坛涵盖14个主论坛学术报告和6个青年论坛学术报告，为多学科领域专家、青年学者搭建了交流的平台，也为强化领域间合作、融合发展提供了更多可能。未来，甬江实验室将持续推动多学科交叉与融合，加强前沿基础研究探索，推进原创性、颠覆性技术创新，加快培育与发展新质生产力。