近日，浙江大学材料学院刘嘉斌副教授参与的超弹纳米金刚石工作取得进展，相关成果“Ultralarge Elastic Deformation of Nanoscale Diamond”于2018年4月20日在线发表于国际学术期刊《Science》。
固体材料的最大弹性拉伸应变一般只有0.2-0.4%。1958年，Brenner在微米尺度晶须中实现了4%的拉伸应变。由于纳米材料中几乎不含缺陷，对于提高材料强度意义重大。因此，近年来，不断追求更强材料的科研工作者将目标转向纳米材料。由于C-C键是自然界中最强的键，大量基于碳的一维纳米材料和二维纳米材料成为了研究的焦点，譬如多壁碳纳米管、石墨烯等。
刘嘉斌副教授于2014年在香港城市大学Yang Lu课题组合作交流期间，参与了香港城市大学与美国麻省理工学院、新加坡南洋理工大学联合团队，共同研究一种具有超大弹性变形能力的单晶纳米金刚石，强度达到接近其理论极限的89-98 GPa，同时弹性形变达到9%。这种纳米金刚石的超高强度和超大弹性变形主要来自于两方面因素，一方面归根于小体积纳米金刚石中的缺陷很少，另一发方面是因为纳米金刚石比块体金刚石具有更加光滑的表面。这项研究发展了一种具有超大变形能力的高强度材料，开辟了纳米金刚石在微电子器件和药物输送等领域的新应用，并为金刚石的纳米结构、弹性应变以及物理性能的设计与优化，带来了新的启发。
论文链接：http://science.sciencemag.org/content/360/6386/300
Amit Banerjee, Daniel Bernoulli, Hongti Zhang, Muk-Fung Yuen, Jiabin Liu, Jichen Dong, Feng Ding, Jian Lu, Ming Dao, Wenjun Zhang, Yang Lu, Subra Suresh. Ultralarge elastic deformation of nanoscale diamond. Science 2018, 360, 300-302.
刘嘉斌副教授个人简介：
浙江大学博士毕业，现为浙江大学材料科学与工程学院副教授，硕士生导师。主要从事先进金属结构材料的研究，尤其是金属微结构与力学性能的内禀联系。擅长原位透射电子显微技术，目前负责管理JEM-2100透射电镜。工作研究领域包括：
1. 高强高导铜合金。开发了强度达1000 MPa且电导率为80% IACS的铜合金导线。与企业联合研制千米级高强高导铜铬锆合金导线，用于“京沪高铁”的接触线创造了世界高铁速度486.1 km/h。
2. 高强高韧钢。开发了强度达1200 MPa且延伸率为50%的高强高韧钢。与中科院力学所联合开发一种提高屈服强度一倍且不降低延伸率的方法，打破传统的强度与塑性相斥的困局。
3. 高活性燃料电池催化剂。开发了过渡金属大环化合物作为质子交换膜燃料电池的阴极催化剂，其催化活性与商业Pt/C相当。
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