加州大學(xué)洛杉磯分校首席研究員李曉春博士領(lǐng)導(dǎo)的工程師團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出革命性的新型鎂鋅納米復(fù)合材料，這種材料具有極高的比強(qiáng)度和模量，即剛度重量比。

　　李曉春博士指出：“以前已經(jīng)有人提出了加入納米粒子能提高金屬的強(qiáng)度而不破壞其可塑性，特別是對(duì)于鎂這樣的輕金屬，但直到現(xiàn)在為止，還沒(méi)有哪個(gè)實(shí)驗(yàn)小組能夠成功地將陶瓷納米顆粒分散在熔融金屬中，通過(guò)結(jié)合物理學(xué)和材料加工科學(xué)，我們的方法為在許多不同種類(lèi)的金屬中均勻注入密集的納米粒子以提高其性能開(kāi)拓了一條新的道路，以滿(mǎn)足當(dāng)今社會(huì)能源和可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)。”.

　　該團(tuán)隊(duì)通過(guò)使用陶瓷碳化硅納米顆粒和鎂的融合創(chuàng)造新的金屬。新金屬的剛度重量比遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他金屬。

　　納米顆粒尺寸為1?100納米。當(dāng)材料的顆粒被縮小到這樣一個(gè)小的尺寸時(shí)，材料的物理和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變。在這項(xiàng)研發(fā)中，工程師在熔融金屬鎂鋅的注入碳化硅納米顆粒。李曉春博士和他的同事發(fā)現(xiàn)了一種使納米粒子在熔融金屬中分散且穩(wěn)定的新的方法。在此步驟之后，將金屬在高壓下“扭轉(zhuǎn)壓縮”，進(jìn)一步提高強(qiáng)度。他們還研發(fā)出了能夠可擴(kuò)展的制造方法，為制造更高性能輕質(zhì)金屬鋪平了道路。這項(xiàng)研究成果發(fā)表在《Nature》雜志上（Processing and properties of magnesium containing a dense uniform dispersion of nanoparticles. Nature, 2015, 528, 539–543）。

　　陶瓷顆粒一直被認(rèn)為是使金屬更強(qiáng)的潛在方法。然而，向金屬中注入微米尺度的陶瓷顆粒往往會(huì)導(dǎo)致其塑性的損失。

　　與此相反，納米級(jí)顆粒卻可以增加金屬的強(qiáng)度，同時(shí)保持甚至提高金屬的可塑性。但納米級(jí)的陶瓷顆粒易于聚集在一起，而不是均勻分散開(kāi)來(lái)，這是由于小顆粒之間互相吸引的作用。

　　為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究人員將這些納米顆粒分散在熔融的鎂鋅合金中。這種新的納米顆粒分散方式依賴(lài)于納米粒子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能。這種機(jī)制穩(wěn)定了粒子的分散性和防止了納米粒子結(jié)塊。

　　李曉春博士簡(jiǎn)介：2001年取得美國(guó)斯坦福大學(xué)博士學(xué)位，多次獲得最佳論文獎(jiǎng)和最佳專(zhuān)利獎(jiǎng)，其中有5項(xiàng)已授權(quán)獲得工業(yè)應(yīng)用。獲得過(guò)一系列學(xué)術(shù)榮譽(yù)：美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)杰出青年基金（2002年），美國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)JiriTlusty杰出青年制造工程師獎(jiǎng)（2003年），美國(guó)鑄造協(xié)會(huì)（AFS)Howard F.Taylor獎(jiǎng)（2008年）等。2001－2013年，曾任職于美國(guó)威斯康星大學(xué)麥迪遜分校，2009年成為機(jī)械工程及材料學(xué)科終身教授，納米工程材料工藝中心主任。當(dāng)選為美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)（ASME)和國(guó)際納米制造學(xué)會(huì)（ISNM)會(huì)士(Fellow)。