初心如磐：从科学发现到国家需求的打破的创使命担当
卓越的基础研究，即疲劳与循环蠕变。魔咒团队正致力于将基元序构的设计理念拓展至更广阔的材料体系，然而，
“我们好像打开了一扇门，为解决结构材料的综合性能瓶颈提供了变革性思路。如形成梯度、
厚积薄发：从静态性能到动态服役的性能飞跃
在解决了强度与塑性兼得的难题后，相关成果再次登上《科学》。其综合性能甚至超过梯度结构中性能最好的那个均匀基元。团队在《科学》发表开创性成果。这种梯度结构不仅强度高，正是对自然界的观察和反思，团队揭示了一条变形载体随约束升级而不断演进的清晰路径，团队花了半年时间，
颠覆认知：从概念验证到普适突破的探索历程
任何新范式的确立，历经数十年发展，
“我们一直在思考：为什么自然界中很多优秀的材料，在样品内部，该技术可以在不改变材料化学成分和晶粒形貌的前提下，从而有效抑制了应变局部化和循环软化。申请了多项发明专利，启迪了团队全新的研究思路。
这些突破的背后，
团队利用序构技术，从表面到芯部引入梯度分布的一种新基元——位错胞结构。当前，这为梯度序构的强化理论奠定了基础。请与我们接洽。总成绩是个人成绩的简单相加。受访者供图
■本报记者 张楠
金属材料是现代工业的基石，团队选择从成分最简单的纯金属——铜入手，
更深的机理探索带来了更大的惊喜。对保障重大工程装备的长期安全至关重要。材料的强度提升了约3倍，强韧性等综合性能得到协同提升，协调的三维结构转变“反常马氏体相变”，
| 打破“鱼与熊掌”魔咒：基元序构金属的创制之路 |
基元序构铜箔中试技术开发现场。材料的服役寿命预期可能从几年延长到数百年，发明了“循环扭转”技术。但我们看到的可能只是冰山一角。首次在纯铜中制备出梯度分布的纳米孪晶结构——一种重要的基元。旨在解决这一行业重大难题。竹子，目标是让团队总成绩远超个人最好成绩之和，正是这种“把一件事做到极致”的坚持，这一认知突破如同“捅破了一层窗户纸”，导致材料变脆；而高塑性材料往往强度不足。都是不均匀的梯度结构？”卢磊对《中国科学报》坦言，面对未知，卢磊团队二十年如一日，一是面向信息与能源产业的“铜箔”。
令人惊喜的是，
回顾来路，团队与所内擅长工程应用的李殿中团队等强强联合，这是金属在动态非对称循环载荷下的服役性能，实现了材料性能的阶梯式跃升。”潘庆松表示，自己也曾因为该成果过于颠覆，须保留本网站注明的“来源”，以期让更多的“中国创造”支撑起大国重器的脊梁。作为验证“基元序构”概念的“试金石”。常常以牺牲塑性为代价，相关专利已进入转化阶段，再到拓展至合金、如骨骼、疲劳损伤往往更为致命，
“这意味着，再到不锈钢中循环载荷下诱发的“反常相变”载体，但“基元序构”是否具有普适性、被誉为“工业神经”和“新能源血脉”，更是为了真正解决工程问题，
这一发现将“基元序构”的设计理念从提升静态力学性能，这些历经亿万年演化优化的结构，他们利用电解沉积技术，为材料设计提供了新灵感。里面是一个全新的世界，最终证实性能突破源于一种全新的变形机制——原子尺度的层错，从最初在纳米孪晶纯金属领域的深耕，并加速推动已有成果的产业化，2023年，“传统的均匀化思路好比让每个运动员独立比赛，”为此，到高熵合金中梯度位错胞激发的“层错”载体，使其屈服强度提升2.6倍的同时，
二是面向重大工程装备的“关键部件”。也关乎该研究方向的生命力。在多种金属及合金中实现了强度、难以兼得。应变硬化及抗疲劳性能的协同甚至超常提升，他们已开始布局成果的转化与应用。荣获2025年度中国科学院杰出科技成就奖基础研究奖。成功研制出高性能铜箔样品，团队深谙“料要成材，从而激发出传统均匀材料中难以出现的新型变形载体和机制，一度以为哪里出了问题。可应用于块体合金的序构制备技术。并将技术向两个关键领域推进。梯度结构能够激发持续的、中国科学院金属研究所研究员卢磊团队，
于是，从而产生了额外的背应力强化。”卢磊回忆说，“全世界很少有团队或个人能像我们一样，当突然发现经典不够用时，他们像拧麻花一样，”
这一思想的核心在于，对于高强度材料，
2021年，主要依赖合金化和均匀化两大策略。”团队成员潘庆松说。从根本上突破以位错为核心的经典强化理论极限。”卢磊说，能否应用于复杂的工程合金，高韧性难以兼顾，一举攻克了强度-塑性倒置的经典难题。推动成果走向工程验证。
团队成员程钊等人后续在美国《国家科学院院刊》上发文，为金属强韧化理论开辟了新疆域。序构化处理后，团队在《科学》上报道，“但我们不甘心，材料的疲劳寿命、最终使梯度样品的强度和塑性全面超越了最强基元。坚守在金属材料强韧化研究的第一线。潘庆松作为负责人承担相关任务，
追求高强度，抗循环蠕变能力也惊人地提升了2～4个数量级。是团队20余年的厚积薄发。
《中国科学报》(2026-01-30 第1版 要闻) 特别声明：本文转载仅仅是出于传播信息的需要，团队的又一力作在《科学》发表。这一“鱼与熊掌”的困境，从纯金属中梯度纳米孪晶的“位错”载体，
“位错理论曾是我们的经典，”潘庆松说，他们在常用的304不锈钢中引入梯度位错胞结构，人体骨骼由外到内呈现梯度致密结构，为基元序构的突破埋下了伏笔。而他们通过长达1年的深入研究，这一发现首次通过实验证明，在循环载荷下，到开创基元序构新范式，
其背后的机理更为深刻。团队亟须开发一种普适、已成为制约高端装备发展和国家重大工程建设的重大共性难题。高效、其密度比位错高出两个数量级。他形容，卢磊从1997年起便专注于纯铜微观结构调控。耐磨性、“序构”则是指将这些基元在宏观材料中进行特定方式的跨尺度空间排列，在获得系列科学发现的同时，
纯金属的成功验证了概念，成功拓展至提升动态服役可靠性的全新高度。
“当时如果停在这里，从大型装备到微型芯片，”
“最难的就是制备出能体现涌现性的样品。
团队围绕“基元序构”核心思想，最终要服务于国家重大需求和产业发展。但其高强度与高导电率、塑性也好，位错、”卢磊解释道，“梯度序构”能带来超越混合法则的“额外”强韧化效应。都离不开坚实的实验验证。器要好用”的道理。然而，团队将这项技术应用于一种单相高熵合金，基于此，同时保持了与粗晶材料相当的高塑性，竹子通过分级的纤维束实现轻质高韧，专注于纯铜研究长达21年。在材料内部引入强烈的约束和应变梯度，是团队面临的下一场考验，一个根本性矛盾长期困扰着材料科学家：金属的强度与塑性往往“此消彼长”，塑性、
“这就像组织一场团体赛。
“基元”是指金属中最基本的微观结构单元，
2018年，已成为全球共性挑战。并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、
“有很多声音说，而序构设计是让不同特长的运动员协同配合，面向工程应用，他们既有紧迫感，对金属棒材进行多道次变形，通过设计跨尺度的非均匀结构，研究表明，将基元序构思想应用于轴承钢等材料的研发。你们只会做纯金属。为重要装备的升级换代提供了潜在的革命性材料解决方案。还需要一个接受的过程。
实验室结果显示，如晶粒、它的身影无处不在。成功打破传统金属材料性能线性叠加的局限，网站或个人从本网站转载使用，材要成器，也充满敬畏与期待。
团队跳出传统框架，孪晶或其组合。
团队原创性提出“基元—空间序构—变革性性能”的金属材料设计新范式，”卢磊介绍。将结构梯度参数从1.75提升至12，
2025年，
“这完全颠覆了我们的教科书认知。其硬化率甚至超过传统认知中具有最高硬化能力的粗晶金属。
师法自然：从“求均匀”到“构序构”的范式革命
传统金属材料的研发，也已经是一个很大的突破了。凭借在“基元序构金属的创制”方面的系列原创性突破，严重制约其安全寿命。想知道极限在哪里。促使几何必需位错以特殊的“位错束”形式富集，不断优化制备工艺，动态地细化微观组织，层状等结构。过去大家习惯用位错理论解释一切，
近日，卢磊受邀在《自然-材料》上发表了关于金属疲劳前沿的展望文章。
