9月6日上午,2020年未來科學(xué)大獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮在北京舉行,中國(guó)科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國(guó)家研究中心主任、中國(guó)科學(xué)院院士盧柯榮獲“物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)”,以獎(jiǎng)勵(lì)他開創(chuàng)性的發(fā)現(xiàn)和利用納米孿晶結(jié)構(gòu)及梯度納米結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)銅金屬的高強(qiáng)度、高韌性和高導(dǎo)電性。
提高金屬材料的強(qiáng)度一直是材料物理領(lǐng)域中最核心的科學(xué)問題之一。通常材料的強(qiáng)化均通過引入各種缺陷以阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn),但材料強(qiáng)度提高的同時(shí)會(huì)喪失塑性和導(dǎo)電性,這導(dǎo)致了材料領(lǐng)域著名的長(zhǎng)期未能解決的材料強(qiáng)度與塑性(或?qū)щ娦裕┑牡怪藐P(guān)系。如何克服這個(gè)矛盾,成為國(guó)際材料領(lǐng)域幾十年以來一個(gè)重大科學(xué)難題。
盧柯及其研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了兩種新型納米結(jié)構(gòu)可以提高銅金屬材料的強(qiáng)度,而不損失其良好的塑性和導(dǎo)電性,在金屬材料強(qiáng)化原理上取得了重大突破。盧柯團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),在金屬銅中引入高密度納米孿晶界面,可使純銅的強(qiáng)度提高一個(gè)數(shù)量級(jí),同時(shí)保持良好的拉伸塑性和很高的電導(dǎo)率(與高純無氧銅相當(dāng)),獲得了超高強(qiáng)度高導(dǎo)電性納米孿晶銅。這個(gè)發(fā)現(xiàn)突破了強(qiáng)度-導(dǎo)電性倒置關(guān)系并開拓了納米金屬材料一個(gè)新的研究方向。納米孿晶強(qiáng)化原理已經(jīng)在多種金屬、合金、化合物、半導(dǎo)體、陶瓷和金剛石中得到驗(yàn)證和應(yīng)用,成為具有普適性的材料強(qiáng)化原理。
盧柯團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了金屬的梯度納米結(jié)構(gòu)及其獨(dú)特的強(qiáng)化機(jī)制。梯度納米結(jié)構(gòu)可有效抑制應(yīng)變集中,實(shí)現(xiàn)應(yīng)變非局域化,其拉伸塑性優(yōu)于普通粗晶結(jié)構(gòu)。具有梯度納米結(jié)構(gòu)的純銅樣品其強(qiáng)度較普通粗晶銅高一倍,同時(shí)拉伸塑性不變,也突破了傳統(tǒng)強(qiáng)化機(jī)制的強(qiáng)度-塑性倒置關(guān)系,被應(yīng)用在工業(yè)界并取得顯著經(jīng)濟(jì)效益。
盧柯,1965年出生于甘肅華池,1985年畢業(yè)于南京理工大學(xué)金屬材料及熱處理專業(yè),1990年在中國(guó)科學(xué)院金屬研究所獲工學(xué)博士學(xué)位,2003年當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院院士,2005年當(dāng)選德國(guó)科學(xué)院院士,2006年被聘為美國(guó)《Science》周刊評(píng)審編輯,2013年入選“萬人計(jì)劃”杰出人才,2018年當(dāng)選美國(guó)國(guó)家科學(xué)院外籍院士。
盧柯致力于金屬納米材料研究二十余年,在《Science》等學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表論文400余篇,獲得發(fā)明專利40余項(xiàng),在國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上做特邀報(bào)告60余次。曾榮獲Acta Materialia金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)拢聡?guó)洪堡研究獎(jiǎng),首屆香港求是基金會(huì)“杰出青年學(xué)者獎(jiǎng)”、國(guó)際亞穩(wěn)及納米材料年會(huì)ISMANAM金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)?、中?guó)青年科學(xué)家獎(jiǎng)、何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)、第三世界科學(xué)院TWNSO技術(shù)獎(jiǎng)等二十余項(xiàng)獎(jiǎng)項(xiàng)。
未來科學(xué)大獎(jiǎng)于2016年正式設(shè)立,是中國(guó)大陸第一個(gè)由科學(xué)家、企業(yè)家群體共同發(fā)起的民間科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng),一年一屆。未來科學(xué)大獎(jiǎng)的頒獎(jiǎng)對(duì)象不限國(guó)籍,但需要是在大中華地區(qū)(包含中國(guó)大陸地區(qū)、香港、澳門及臺(tái)灣)完成研究的科學(xué)家,且研究要具備原創(chuàng)性、長(zhǎng)期重要性和巨大的國(guó)際影響。
5年來,未來科學(xué)大獎(jiǎng)以公正、公平、公信,且始終保持評(píng)獎(jiǎng)獨(dú)立性的評(píng)獎(jiǎng)原則,贏得了全球?qū)W術(shù)界的贊譽(yù)與關(guān)注,國(guó)際影響力日益增強(qiáng)。諾貝爾獎(jiǎng)得主、圖靈獎(jiǎng)得主、菲爾茲獎(jiǎng)得主以及數(shù)十位美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)等外國(guó)的科學(xué)院、工程院院士,參與了未來科學(xué)大獎(jiǎng)的提名與評(píng)議過程。