“烯合金”的发明是合金材料发展史上划时代的革命

沈英甲

北京航空材料研究院的一组年轻科研人员在国际石墨烯研究领域首创“烯合金”材料，这一具有里程碑意义的重大自主创新，不但发明了一类具有优异性能的新型高端合金材料，也使我国成为石墨烯这一材料科学前沿基础和应用研究的领跑者。近日记者采访了中航工业董事长、党组书记林左鸣，请他就这一重大科技成果做出评价，并对“烯合金”改性的微观机理做探索性分析。

记者：航材院燕绍九、杨程、洪起虎等科技人员近期在《材料工程》杂志上发表了“石墨烯增强铝基纳米复合材料的研究”一文，您对纳米材料技术十分关注，请从这个角度谈谈这项发明的价值和意义如何？

林左鸣：航材院发表的这篇论文，表明他们以石墨烯作为纳米填充材料，对其他材料实现了成功改性，完成了一项在国际上领先的重要发明，具有十分重要和深远的意义。这项发明意味着，我们可以用石墨烯作为填充材料对一系列金属材料进行改性提高品质性能，制造出系列的“烯合金”材料。我个人认为，这在合金材料发展历史上，无异于是一场划时代的革命，尤其对航空工业的发展，将带来巨大的影响。对此，我由衷地感到高兴，也说明了多年来航空工业广大科技人员努力在基础和前沿科技领域里探索和耕耘，已经开始结出丰硕果实！为实现“中国发明，世界领先”的战略目标迈出了坚实的步伐！

记者：您对纳米材料的微观机理大胆进行了猜想性探索，设立了若干假说。您能否对烯合金改性的微观机理做进一步的探索性分析？

林左鸣：我对此仍然只能作猜想性的探索，科学的机理要以科学试验的实证为准绳。石墨烯本身就属于纳米级材料，因此它本身就具有纳米粒子所应有的表面活性状态，容易与其他材料粒子结合。目前纳米粒子最主要的应用是作为其他非纳米材料改性时的填充材料，但很多材料的纳米粒子制取和保存都相对困难，石墨烯目前成为人们比较便于大规模制取和保存的纳米材料，因此，可以广泛用于其他材料改性时的填充材料。由于石墨的韧性和强度及成为纳米材料时的表面活性特点，当作为填充材料时，可能使石墨烯成为其他被填充材料（基础材料）中晶粒之间的隐性焊接材料，在晶粒界面形成链桥效应。也就是说，基础材料晶粒之间通过石墨烯表面活性作用，形成了晶粒界面呈现无缝隙连接的形态。当基础材料中的晶粒界面形成无缝隙连接后，在外力作用时，其晶界滑移现象减少，抗应力能力增加，从而使得被填充的基础材料的强度随着抗应力能力的提高而增强。以上仍然仅仅是一种猜想式的假说，真正的机理最终还需要通过充分的科学试验去印证。

记者：在我们的印象中，近几年来，您多次谈到今后若有新技术革命，其突破口和领域一定是在材料科学领域，最近您又提出新的材料技术革命，有赖于粒子科学的突破。您是否认为在新的粒子科学突破之前，纳米技术的发展对于新材料技术的进一步突破和发展十分重要？

林左鸣：我赞同您的判断，纳米技术的发展是在微观粒子有突破性的新发现之前，支撑新材料技术发展的重要手段。众所周知，几百年来，人类技术进步的每一次重要突破，都无一例外地和材料技术的发展有着十分密切的关系，而材料技术的新突破，又缘于人类对微观粒子的认识水平。人们认识到分子和原子时，化学技术突飞猛进；当人们打开了原子核，认识到了中子和质子时，人类拥有了核能；而人们了解到正负电荷以后，人类进入了电力、电子时代。从粒子科学的发展到新材料技术的突破和应用，直到引发一波又一波的产业革命，这就是几百年来，科技发展日新月异，突飞猛进的现实写照。

全球经济危机之后，人们关注下一轮科技和产业革命，但由于这涉及到对微观粒子的新认知，难度似乎越来越大，而其实过渡阶段必然是纳米粒子的认识和其技术的广泛应用。所以，今天我们关注新的材料技术发展，必须十分关注和重视纳米技术的新突破和新应用。