城大學者破解金屬強韌二選一困局 奪國家自然科學獎二等獎

更新時間:17:45 2026-07-21 HKT
發佈時間:17:45 2026-07-21 HKT

城大學者打破金屬「強度軔性二選一」的困局。城大材料學及工程學系講座教授朱運田,聯同中科院力學研究所武曉雷團隊展開「異構金屬材料強韌化研究」,透過精細調控金屬內部各區域結構表現,解決金屬不能同時存在高韌性與高強度的難題,榮獲國家自然科學獎二等獎。另外,城大高等研究院資深院士王恩哥帶領北京大學團隊,憑「水的氫鍵強度及動力學過程全量子效應研究」成果,奪得國家自然科學獎一等獎

傳統金屬材料向來存在先天短板,強度與韌性無法兼得,如金屬硬度越高、越容易斷裂,而韌性佳、不易碎裂的金屬,承載強度卻偏低,兩者只能二擇一。城大材料學及工程學系講座教授朱運田,聯同中國科學院力學研究所武曉雷團隊,展開「異構金屬材料強韌化研究」,成功突破這項長年困局,榮獲國家自然科學獎二等獎。

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由未獲認同至國際認可

這套創新概念初時未得到學界認同,但研究人員堅持深耕十餘年,梳理背後科學機理。城大提供
這套創新概念初時未得到學界認同,但研究人員堅持深耕十餘年,梳理背後科學機理。城大提供

團隊透過精密技術,細微調控金屬內部各區域的結構大小、分佈狀態與性能差距,令材料不同部分互相配合,同時達到高強度與高韌性。這套創新概念初時未得到學界認同,但研究人員堅持深耕十餘年,梳理背後科學機理,搭建起一套全新、完整的異構材料理論體系,現已獲全球學術界普遍認可。相關理論及技術可應用於航天或醫療技術等領域,協助研發新一代高性能工程材料及提供技術路徑,團隊後續會繼續優化技術,推動製造業走向可持續發展。

異構金屬展現出優異的強度與拉伸塑性,其表現超越混合法則的預測。城大提供
異構金屬展現出優異的強度與拉伸塑性,其表現超越混合法則的預測。城大提供

另外,城大高等研究院資深院士兼中科院院士王恩哥,帶領北京大學團隊完成歷時25 年的「水的氫鍵強度及動力學過程全量子效應研究」,奪得國家自然科學獎一等獎。研究團隊發現,氫核的量子作用對水的結構、特性影響極大,作用程度遠超室溫產生的熱能;同時歸納出通用規律,物質內的強氫鍵會進一步增強,弱氫鍵則會持續減弱,為水相關領域研究奠定全新理論基礎。

本報記者

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