北京航空航天大學(xué)化學(xué)學(xué)院程群峰教授團(tuán)隊(duì)近期在納米復(fù)合材料研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，為自然科學(xué)研究和試驗(yàn)發(fā)展注入了新的活力。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)創(chuàng)新性的材料設(shè)計(jì)與制備方法，成功開(kāi)發(fā)出一種具有優(yōu)異力學(xué)性能和功能特性的新型納米復(fù)合材料，相關(guān)研究成果已發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊。

長(zhǎng)期以來(lái)，納米復(fù)合材料因其在強(qiáng)度、韌性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在航空航天、電子信息、新能源等高技術(shù)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力。如何實(shí)現(xiàn)納米尺度單元的高效組裝與界面優(yōu)化，一直是制約其性能突破的關(guān)鍵科學(xué)難題。程群峰教授團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)這一前沿問(wèn)題，從分子層面出發(fā)，設(shè)計(jì)并構(gòu)筑了多層次、多尺度的有序結(jié)構(gòu)。

據(jù)悉，該團(tuán)隊(duì)的研究聚焦于仿生策略與精準(zhǔn)調(diào)控。他們受自然界中貝殼、骨骼等生物材料的啟發(fā)，通過(guò)模仿其精妙的微觀結(jié)構(gòu)與界面作用機(jī)制，利用石墨烯、碳納米管等納米材料作為基本構(gòu)筑單元，結(jié)合團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的界面增強(qiáng)與應(yīng)力傳遞技術(shù)，成功制備出了宏觀尺度下性能卓越的復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，新材料在保持極低密度的其強(qiáng)度、模量及韌性等關(guān)鍵力學(xué)指標(biāo)均實(shí)現(xiàn)了顯著提升，部分性能甚至超越了傳統(tǒng)金屬材料及現(xiàn)有高端復(fù)合材料。

此項(xiàng)研究的突破性不僅體現(xiàn)在材料性能的提升上，更在于其提供了一種普適性的納米單元組裝與性能強(qiáng)化新思路。團(tuán)隊(duì)發(fā)展的制備工藝兼具可控制性與可擴(kuò)展性，為未來(lái)實(shí)現(xiàn)高性能納米復(fù)合材料的規(guī)模化制備與應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的理論與技術(shù)基礎(chǔ)。

這一成果是北航在材料科學(xué)基礎(chǔ)研究方面持續(xù)深耕的體現(xiàn)，也彰顯了我國(guó)科研人員在面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求和國(guó)際科技前沿探索中的創(chuàng)新能力。該研究有望推動(dòng)輕量化結(jié)構(gòu)材料、柔性電子器件、高效能量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等多個(gè)領(lǐng)域的變革，對(duì)提升高端裝備制造水平、培育新興產(chǎn)業(yè)具有重要的科學(xué)意義與應(yīng)用價(jià)值。程群峰團(tuán)隊(duì)表示，后續(xù)將繼續(xù)深化機(jī)理研究，并積極探索該材料在具體工程場(chǎng)景下的適用性，力爭(zhēng)早日實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室研究到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的跨越。