“烯合金”的發(fā)明是合金材料發(fā)展史上劃時代的革命

沈英甲

北京航空材料研究院的一組年輕科研人員在國際石墨烯研究領(lǐng)域首創(chuàng)“烯合金”材料，這一具有里程碑意義的重大自主創(chuàng)新，不但發(fā)明了一類具有優(yōu)異性能的新型高端合金材料，也使我國成為石墨烯這一材料科學(xué)前沿基礎(chǔ)和應(yīng)用研究的領(lǐng)跑者。近日記者采訪了中航工業(yè)董事長、黨組書記林左鳴，請他就這一重大科技成果做出評價，并對“烯合金”改性的微觀機理做探索性分析。

記者：航材院燕紹九、楊程、洪起虎等科技人員近期在《材料工程》雜志上發(fā)表了“石墨烯增強鋁基納米復(fù)合材料的研究”一文，您對納米材料技術(shù)十分關(guān)注，請從這個角度談?wù)勥@項發(fā)明的價值和意義如何？

林左鳴：航材院發(fā)表的這篇論文，表明他們以石墨烯作為納米填充材料，對其他材料實現(xiàn)了成功改性，完成了一項在國際上領(lǐng)先的重要發(fā)明，具有十分重要和深遠的意義。這項發(fā)明意味著，我們可以用石墨烯作為填充材料對一系列金屬材料進行改性提高品質(zhì)性能，制造出系列的“烯合金”材料。我個人認為，這在合金材料發(fā)展歷史上，無異于是一場劃時代的革命，尤其對航空工業(yè)的發(fā)展，將帶來巨大的影響。對此，我由衷地感到高興，也說明了多年來航空工業(yè)廣大科技人員努力在基礎(chǔ)和前沿科技領(lǐng)域里探索和耕耘，已經(jīng)開始結(jié)出豐碩果實！為實現(xiàn)“中國發(fā)明，世界領(lǐng)先”的戰(zhàn)略目標邁出了堅實的步伐！

記者：您對納米材料的微觀機理大膽進行了猜想性探索，設(shè)立了若干假說。您能否對烯合金改性的微觀機理做進一步的探索性分析？

林左鳴：我對此仍然只能作猜想性的探索，科學(xué)的機理要以科學(xué)試驗的實證為準繩。石墨烯本身就屬于納米級材料，因此它本身就具有納米粒子所應(yīng)有的表面活性狀態(tài)，容易與其他材料粒子結(jié)合。目前納米粒子最主要的應(yīng)用是作為其他非納米材料改性時的填充材料，但很多材料的納米粒子制取和保存都相對困難，石墨烯目前成為人們比較便于大規(guī)模制取和保存的納米材料，因此，可以廣泛用于其他材料改性時的填充材料。由于石墨的韌性和強度及成為納米材料時的表面活性特點，當作為填充材料時，可能使石墨烯成為其他被填充材料（基礎(chǔ)材料）中晶粒之間的隱性焊接材料，在晶粒界面形成鏈橋效應(yīng)。也就是說，基礎(chǔ)材料晶粒之間通過石墨烯表面活性作用，形成了晶粒界面呈現(xiàn)無縫隙連接的形態(tài)。當基礎(chǔ)材料中的晶粒界面形成無縫隙連接后，在外力作用時，其晶界滑移現(xiàn)象減少，抗應(yīng)力能力增加，從而使得被填充的基礎(chǔ)材料的強度隨著抗應(yīng)力能力的提高而增強。以上仍然僅僅是一種猜想式的假說，真正的機理最終還需要通過充分的科學(xué)試驗去印證。

記者：在我們的印象中，近幾年來，您多次談到今后若有新技術(shù)革命，其突破口和領(lǐng)域一定是在材料科學(xué)領(lǐng)域，最近您又提出新的材料技術(shù)革命，有賴于粒子科學(xué)的突破。您是否認為在新的粒子科學(xué)突破之前，納米技術(shù)的發(fā)展對于新材料技術(shù)的進一步突破和發(fā)展十分重要？

林左鳴：我贊同您的判斷，納米技術(shù)的發(fā)展是在微觀粒子有突破性的新發(fā)現(xiàn)之前，支撐新材料技術(shù)發(fā)展的重要手段。眾所周知，幾百年來，人類技術(shù)進步的每一次重要突破，都無一例外地和材料技術(shù)的發(fā)展有著十分密切的關(guān)系，而材料技術(shù)的新突破，又緣于人類對微觀粒子的認識水平。人們認識到分子和原子時，化學(xué)技術(shù)突飛猛進；當人們打開了原子核，認識到了中子和質(zhì)子時，人類擁有了核能；而人們了解到正負電荷以后，人類進入了電力、電子時代。從粒子科學(xué)的發(fā)展到新材料技術(shù)的突破和應(yīng)用，直到引發(fā)一波又一波的產(chǎn)業(yè)革命，這就是幾百年來，科技發(fā)展日新月異，突飛猛進的現(xiàn)實寫照。

全球經(jīng)濟危機之后，人們關(guān)注下一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命，但由于這涉及到對微觀粒子的新認知，難度似乎越來越大，而其實過渡階段必然是納米粒子的認識和其技術(shù)的廣泛應(yīng)用。所以，今天我們關(guān)注新的材料技術(shù)發(fā)展，必須十分關(guān)注和重視納米技術(shù)的新突破和新應(yīng)用。