中國網/中國發展門戶網訊 北京時間8月4日，中國科學院金屬研究所潘慶松研究員和盧磊研究員應邀在國際頂級期刊《自然材料》在線發表觀點文章，系統總結回顧金屬疲勞領域的研究基礎和進展，并提出了應對極端環境下金屬及合金材料疲勞失效挑戰的新策略，為未來抗疲勞材料設計提供了重要指導。 

金屬疲勞堪稱工程材料的“隱形殺手”，其持續威脅著航空航天、能源裝備、交通運輸等重大工程領域的安全運行與可靠性保障。盡管人類研究金屬疲勞現象已近兩個世紀，但它仍然是材料科學領域最具挑戰性的課題之一。這一問題的嚴峻性在深空探測、深海開發、核能系統等極端環境應用中尤為凸顯：在這些苛刻條件下，材料承受復雜循環載荷時表現出的疲勞行為具有高度復雜性和不可預測性，可能導致災難性失效。更值得關注的是，隨著新型材料體系的快速發展和工程應用場景的不斷拓展，傳統抗疲勞設計方法也面臨新的挑戰。

文章強調，要突破當前疲勞研究的瓶頸，需從基礎研究與工程應用兩個維度協同推進：在基礎研究層面，著重探究新材料（如跨尺度多層級結構金屬）的基本疲勞特征，揭示其演化規律與物理本質，進一步深化對金屬疲勞損傷微觀機制的系統認知；在工程應用層面，聚焦傳統金屬及相關構件和裝備在復雜使役環境下的疲勞損傷行為，重點研究非對稱或多軸復雜疲勞載荷、極端環境（如高溫、低溫、輻照、腐蝕及其耦合作用）下疲勞響應、損傷特征及規律。與此同時，亟需創新性地融合材料設計、先進制備技術（如增材制造）、高精度表征手段及人工智能輔助分析等跨學科方法。這種多學科交叉融合的研究范式，不僅為開發兼具高疲勞抗性與低成本優勢的金屬材料提供了新途徑，更可能推動極端環境用材設計理念的革新。