简讯

2023年轻质材料与轻量化制造技术国际会议召开

2023年10月24～25日，由香港城市大学、中国航空制造技术研究院联合主办的轻质材料与轻量化制造技术国际会议（2023 International Conference on Lightweight Materials and Manufacture，LMM 2023）在深圳召开，来自英国、意大利、波兰、新加坡、中国等多个国家及地区的120余位专家学者齐聚一堂，带来60余场精彩学术报告，就轻质材料与轻量化制造技术的前沿动态、应用研究等热点话题进行了交流和探讨。

本届会议由香港城市大学深圳福田研究院、香港城市大学深圳研究院、先进航空制造技术基础研究国际联合中心、高能束流加工技术重点实验室、高能束流增量制造技术与装备北京市重点实验室、增材制造航空科技重点实验室承办，中南大学极端服役性能精准制造全国重点实验室、大连理工大学机械工程学院协办。

帝国理工学院教授、英国皇家工程院院士林建国致欢迎词。法国国家技术科学院院士吕坚，帝国理工学院教授、英国皇家工程院院士John Dear，意大利巴勒莫大学教授Livan Fratini，波兰基础技术研究所教授Zbigniew Kowalewski，新加坡制造技术研究院高级研究员王盼，巴林大学教授Ghulam Hussain，中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员张文武，南京理工大学教授刘婷婷，电子科技大学深圳高等研究院教授李雪松，东莞材料基因高等理工研究院院长张书彦，中国航空制造技术研究院研究员陈玮做了特邀报告。

本次大会还设置了“轻质材料设计与制备”、“轻量化结构设计与制造”、“特种加工”3个分论坛，由北京理工大学教授王俊升，南京航空航天大学教授徐正扬担任分论坛主席。左下图为2023年轻质材料与轻量化制造技术国际会议主论坛现场。

（本刊记者 逸飞）

中国科学院物理所与网络中心发布AI模型MatChat，预测无机材料合成路径

近期，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心SF10组和中国科学院计算机网络信息中心共同合作，将AI大模型应用于材料科学领域，将数万个化学合成路径数据投喂给大语言模型LLAMA2-7b，从而获得了MatChat模型，可用来预测无机材料的合成路径。该模型可根据所询问的结构进行逻辑推理，并输出相应的制备工艺和配方。目前已部署上线（http://chat.aicnic.cn/onchat），并向所有材料科研人员开放使用，为材料研究和创新带来了新启发和新思路。

该工作为大语言模型在细分科学领域的应用，提出了一种有可能的解决思路，并初步展示出了方法的可行性。通过自然语言模型提取文献数据，进而将文献数据用于语言模型训练是发展细分科学领域的一条可行路径。这项工作展示了无机材料合成路径预测领域的“莱特兄弟一分钟飞翔”，受限于数据集的数量和质量，模型预测精度尚受到一定限制。未来合作团队计划将更多的文献数据、Atomly.net 数据库等诸多高质量数据集用于模型训练，让无机材料合成路径预测技术发展得更高更远。

这一成果近期以MatChat: A large language model and application service platform for materials science为题，发表于Chinese Physics B。

（本刊记者 逸飞）

中国科学院苏州纳米所团队成功实现＞7 GPa碳纳米管纤维制备

碳纳米管纤维是由大量在理论上具备超高的力学与电学性能的一维碳纳米管组装而成的宏观纤维材料，展现出兼具金属纤维、高分子纤维及碳纤维的综合性优势。

中国科学院苏州纳米所李清文团队开发出一种针对浮动催化法碳纳米管纤维的新型综合后处理增强策略，主要包括氯磺酸辅助牵伸取向与辊压致密，可实现碳纳米管纤维中碳纳米管取向度及管间堆积致密度的同步提升。此外，通过纤维表面及断面的高分辨SEM、广角X射线散射（WAXS）、偏振Raman光谱及BET分析等多种微观结构表征手段，揭示出纤维微观结构演变对纤维力电性能的影响及增强机理。研究表明，纤维内碳纳米管弯曲、缠结及管间孔隙等缺陷在后处理过程中得到显著降低，对纤维性能提升十分有利。

相关工作以Carbon nanotube fibers with excellent mechanical and electrical properties by structural realigning and densification为题发表于Nano Research。

左下图为碳纳米管纤维后处理及相应微观结构演变示意。

（本刊记者 逸飞）

东南大学抗多相物质积聚长效超疏水涂层最新研究成果

近期，东南大学材料科学与工程学院张友法课题组在超疏水涂层应用领域取得重要进展，设计了一种单元胞颗粒，将其分散于不同树脂中，可同时赋予涂层超疏水性和机械稳定性。相关成果以Ultradurable superhydrophobic cellular coatings为题发表在Nature Communications上。

通常情况下，设计一种同时具有长效性、多相排斥性的超疏水涂层非常困难，因为超疏水涂层的这两种特性是相互矛盾的。首先，粗糙的微结构能够贮存空气垫，有利于排斥液体，但容易遭受高的局部应力破坏，且导致气体渗透和固体钉扎。其次，降低涂层的表面能可以减弱多相物质的吸附倾向，相反地会减少涂层内的化学键合，即牺牲涂层的内聚力和附着力。保持涂层功能性的同时提高其寿命一直是超疏水涂层领域的重大挑战之一。

针对超疏水涂层长效性与多相排斥性相矛盾的瓶颈问题，张友法教授团队提出了一种单元胞策略：该单元胞由硬质多孔的硅藻土微壳和可释放的纳米种子构成，具有独特的物化性质，可同时提高涂层的超疏水性和机械性能，使超疏水涂层的耐磨性和耐冲击性分别提高30～100倍和120倍。更重要的是，单元胞涂层可防止盐雾、盐水、混凝土等不同相物质黏附，以及促进露滴、霜层脱附，显著提高换热器传热效率。

（本刊记者 逸飞）

第二十七次全国焊接学术会议在南京举行

2023年10月23～24日，第二十七次全国焊接学术会议在南京市成功召开，大会以“提高自主创新能力、赋能制造强国建设”为主题，来自280余家高校、企业和科研院所的800余位焊接科技工作者代表参加了会议。

会议开幕式由中国机械工程学会焊接分会副主任委员、中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司董事长杨玉亭研究员主持。中国机械工程学会左晓卫副秘书长，南京理工大学付梦印校长，焊接分会田志凌主任委员分别致辞。

会上，巩水利副主任委员介绍了开展“焊接领域前沿科学问题、工程技术难题和产业技术问题”和“焊接领域科技创新成果”征集、梳理和遴选情况，并代表焊接分会发布了征集结果。都东副主任委员向与会代表介绍了第四版《焊接手册》编撰工作启动和进展情况，宣读了新版《焊接手册》主要编审人员名单，并由焊接分会田志凌主任委员和王国庆主任委员向主审、主编、副主编颁发了聘书。

本次会议分为大会主旨报告和分会场报告两个环节。特别邀请中国航天科技集团有限公司王国庆院士、中国机械科学研究总院集团有限公司总工程师杜兵研究员、南京理工大学王克鸿教授、郑州机械研究所有限公司总工程师龙伟民研究员等做了大会报告，报告围绕战略性新兴产业、未来产业发展对先进焊接制造技术要求，聚焦工业母机、先进焊接工艺、新材料连接、微纳连接、数值模拟仿真等焊接科技热点，展示了焊接领域最新成果和发展趋势，引起了广大焊接科技工作者的强烈共鸣。

左图为会议现场。

（本刊记者 逸飞）

工程材料疲劳可靠性高通量快速测试方法取得进展

近期，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心张广平团队在前期小尺度材料疲劳行为研究的基础上，提出了一种材料疲劳性能高通量、快速评价的思想，设计并建立了一种能够同时对多个小微试样进行对称弯曲疲劳加载的测试系统，并在其上对几种典型工程材料进行了高通量疲劳测试，通过对比和计算模拟进行了验证，建立了材料疲劳性能的高通量测试技术和方法。该技术既可模拟标准规定的疲劳极限升降法快速获得材料的疲劳极限，也可一次性获得应力幅/应变幅-疲劳寿命曲线；并在一周内快速获得材料的疲劳数据，耗时仅为采用前述标准测试方法的1/4；同时，基于经典的Tanaka-Mura模型建立了该测试技术所获得的材料疲劳极限与标准试样疲劳极限间转换因子的理论预测模型。

此外，利用该技术分别对经不同温度、长时热暴露和经γ射线辐照的核主泵螺栓用F316不锈钢的疲劳性能进行了评价，证明了该方法在工程实际中的适用性，为先进材料的疲劳性能快速评价提供了新策略。

该高通量疲劳性能测试系统、技术与原理的建立不仅为核电等在役关键工程构件疲劳性能测试提供了一种低成本、高效快速的新方法，且为增材制造复杂形性构件、材料表面涂层、腐蚀层和改性层、焊缝区以及材料结构单元和应力/应变集中区域等微小区域的本征疲劳性能评价提供了有效的评价策略，为在役工程构件疲劳可靠性“体检”提供新思路。

相关研究成果发表在International Journal of Fatigue上。

左图为高通量对称弯曲悬臂梁疲劳测试系统示意图。

（本刊记者 逸飞）

上海交大研究团队实现超高清3D全息

全息三维显示通过完整记录光束的波前信息，从而准确保存和重建物体的形貌信息，使人们通过肉眼即可看到逼真的三维图像，已被广泛用于智能制造、远程教育、医学工程、虚拟显示等领域中。

近日，上海交通大学电子信息与电气工程学院感知科学与工程学院杨佳苗团队和加州理工学院Lihong V.Wang院士合作，在超高清全息三维显示方向取得重要进展，相关成果以An ultrahigh fidelity 3D holographic display using scattering to homogenize the angular spectrum为题发表于Science Advances。

相较于以往研究，该方法逆向利用散射介质扰乱入射光子的传播轨迹的机制，来重新分配并充分混合光场高频和低频分量，将包含全部频率成分的光场信息全部通过光致聚合物记录下来。该聚合物具有十亿量级调制模式数、半波长级别像素尺度以及连续相位调控能力，能够在全息显示时精确地恢复在以往全息技术中丢失的高频信息，这些信息将能够沿原路径逆向通过散射介质，从而实现超高清全息图像重建，巧妙地解决了现有全息显示技术高频分量丢失和全息图记录精度低所导致的图像清晰度不足的问题。

通过准确记录传统全息技术所丢失的高频分量，此研究使全息显示的对比度和分辨率大幅提升，单光斑全息的峰背比达到6×106（提高约300倍），半高宽达0.5 µm（提升4.4倍），从而能够实现超高清全息显示。与数字全息显示技术相比，此方法具有十亿级调控模式数和更小的像素尺寸（比液晶空间光调制器小97%）调控模式数，在10～40 mm轴向距离范围内均能够准确重建混合高低频成分的全息图像信息，分辨率板全息显示的峰背比可达59（提高12倍）。

同时，得益于光致聚合物的空间复用能力，此研究利用基于数字微镜阵列的三维焦点扫描模块实现了多个全息图的叠加记录，并透过散射介质全部还原，呈现由22个亮度均匀的聚焦光斑组成的复杂图像。另外，利用散射介质的传输通道选择能力，实现了20 个亮度均匀的光斑组成的三维螺旋动态全息显示，全息显示空间1 mm×1 mm×26 mm。下图为具有全频信息记录能力的超高清全息三维显示原理。（本刊记者 逸飞）