东北大学在智能材料领域取得重大突破 助力国家高端制造发展
近日,东得重大突端制东北大学材料科学与工程学院联合计算机科学与工程学院科研团队,学智在智能响应材料研究方面取得重要进展。料领力国研究成果以《基于机器学习设计的破助新型自修复金属复合材料》为题,发表于国际顶级材料期刊《Advanced Materials》,家高标志着东北大学在新材料基础研究与交叉学科创新方面迈上新台阶,造发展为我国高端装备、东得重大突端制航空航天及智能制造领域的学智材料技术升级提供了关键支撑。
该研究聚焦于极端环境下金属材料易发生疲劳损伤、料领力国难以实时修复的破助行业难题,首次提出“数据驱动+物理机制融合”的家高材料设计新范式。研究团队通过构建涵盖上万种合金成分与微观结构特征的造发展数据库,结合深度神经网络模型,东得重大突端制精准预测材料在高温、学智高压、料领力国强腐蚀等复杂工况下的性能演化规律。在此基础上,团队成功研发出一种具备自主感知与原位修复能力的新型智能金属复合材料。
据项目负责人、东北大学材料学院李振华教授介绍,这种新材料内部嵌入了纳米级微胶囊修复网络,当材料出现微裂纹时,应力变化会触发微胶囊破裂,释放出高活性修复剂,在无需外部干预的情况下实现裂纹自动填充与结构再生。实验数据显示,该材料在经历500小时高温循环测试后,强度保持率超过92%,自修复效率达到国际领先水平。
“这项成果的核心突破在于实现了从‘经验试错’到‘智能预测’的材料研发模式转型。”参与项目的计算机学院王雪副教授表示,“我们开发的机器学习模型不仅大幅缩短了材料筛选周期,还将研发成本降低约60%,为新材料的快速迭代提供了全新路径。”
近年来,东北大学持续推动学科交叉融合,围绕国家重大战略需求布局科研方向。学校依托“流程工业综合自动化国家重点实验室”“轧制技术及连轧自动化国家重点实验室”等国家级平台,构建了“材料—信息—控制”协同创新体系。此次研究成果正是在这一战略背景下,由多学科团队历时三年联合攻关完成。
为加速成果转化,东北大学已与国内多家高端装备制造企业建立联合实验室。目前,该智能材料已在某型号航空发动机叶片原型件中开展应用验证,初步测试结果显示其服役寿命较传统材料提升约40%。相关技术正在申请国际PCT专利,并有望在未来两年内实现规模化生产。
东北大学副校长张立群在成果发布会上指出:“高校作为科技创新的策源地,必须主动对接产业需求,推动基础研究向现实生产力转化。这项成果不仅体现了我校在材料科学领域的深厚积累,更展现了我们服务国家高水平科技自立自强的使命担当。”
据悉,东北大学将持续加大对前沿交叉研究的支持力度,计划设立“智能材料前沿创新基金”,重点扶持青年科研人才开展原创性探索。同时,学校将深化与国内外顶尖科研机构的合作,推动建立“智能材料国际联合研究中心”,力争在下一代自适应、自感知、自驱动材料体系构建中取得更多突破。
此次研究成果的发布,也引发了学术界的广泛关注。中国工程院院士、著名材料学家王国栋教授评价称:“东北大学这一工作开创了智能材料设计的新范式,对推动我国从材料大国向材料强国转变具有重要意义。”
作为中国最早建立的工科院校之一,东北大学始终坚持以科技创新引领高质量发展。从上世纪五十年代研制出新中国第一台模拟计算机,到近年来在工业人工智能、绿色冶金、新能源材料等领域持续发力,学校不断书写着服务国家战略的“东大答卷”。
未来,东北大学将继续秉持“自强不息、知行合一”的校训精神,聚焦关键核心技术攻关,深化产教融合、科教融汇,为建设科技强国、制造强国贡献更多智慧与力量。
