我科學(xué)家采用冷凍電鏡技術(shù)研發(fā)出高性能合金材料 相關(guān)研究成果在《自然》發(fā)表

記者14日從西安交通大學(xué)獲悉，該校物理學(xué)院和機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與振動(dòng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張磊教授團(tuán)隊(duì)與山東大學(xué)、國家蛋白質(zhì)中心等單位合作，采用冷凍電鏡技術(shù)在粘附類G蛋白偶聯(lián)受體激活通用機(jī)制方面取得重大進(jìn)展。其相關(guān)成果以《粘附GPCR ADGRG2和ADGRG4的束縛肽激活機(jī)制》為題，4月13日在國際期刊《自然》在線發(fā)表。

aGPCR與Stachel序列相關(guān)的激活模式 受訪者供圖

該聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)以鎳鈷(NiCo)合金作為模型材料，利用脈沖電沉積工藝，在面心立方單相雙主元固溶體合金中構(gòu)筑出了由納米晶粒(晶粒尺寸26納米)及其內(nèi)部多尺度成分起伏(1-10納米)組成的復(fù)合納米結(jié)構(gòu)。制備中有意加劇的成分起伏促成了層錯(cuò)能和晶格應(yīng)變場的明顯起伏，其發(fā)生的空間尺度恰能有效地與位錯(cuò)交互作用，從而改變了位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)行為，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)出遲滯、間歇、纏結(jié)的特征，促使其在納米晶粒內(nèi)部有效增殖存儲(chǔ)，提高了材料的應(yīng)變硬化能力。另一方面，由于位錯(cuò)線不再平直均勻前行，而是粘滯滑移，一段段地“納米片段脫捕”，這一激活過程提高了位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的應(yīng)變速率敏感性，提升了應(yīng)變速率硬化能力。

據(jù)張磊介紹，在應(yīng)變硬化與應(yīng)變速率硬化的共同作用下，該納米合金在超高流變應(yīng)力水平上展現(xiàn)出獨(dú)特的強(qiáng)度與塑性的優(yōu)化配置，達(dá)到了單相面心立方金屬，也包括傳統(tǒng)的溶劑—溶質(zhì)固溶體前所未有的新高度：材料的屈服強(qiáng)度達(dá)到1.6GPa，最高拉伸強(qiáng)度接近2.3GPa，拉伸斷裂應(yīng)變可達(dá)16%。要實(shí)現(xiàn)這樣的強(qiáng)塑性，過去要靠超高強(qiáng)鋼，但后者均為復(fù)雜多相、且易發(fā)生呂德斯帶形變和韌脆轉(zhuǎn)變。通過選擇合適的合金體系或制備工藝，這一結(jié)構(gòu)-成分復(fù)合調(diào)控理念可望為新型合金材料的設(shè)計(jì)與開發(fā)開辟新的思路。

關(guān)鍵詞： 應(yīng)變速率 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng) 硬化能力 合金材料 激活機(jī)制