在2025浦江創新論壇主論壇上，遼寧材料實驗室主任、中國科學院院士盧柯圍繞金屬材料研發發表了重要演講。他指出，材料科學作為典型的交叉學科領域，納米金屬材料的研究應當遵循科學發現與技術創新的“雙鏈”協同發展模式，二者相輔相成才能實現突破性進展。

金屬材料自人類文明誕生以來始終占據核心地位，其獨特的韌性與強度使其成為抵抗斷裂的優質選擇。盡管陶瓷材料在強度方面表現更優，塑料材料在成本上更具優勢，但金屬材料在導電性、導熱性、加工性能及循環利用等方面的綜合優勢，使其在能源、信息技術等戰略產業中保持著不可替代的地位。

晶粒結構與晶界網絡是決定金屬性能的關鍵因素。研究表明，晶粒數量增加和晶界密度提升可顯著增強材料強度，但晶界網絡的不穩定性——如受力或受熱時易發生結構變化，已成為制約金屬材料性能提升的核心障礙。這種特性矛盾使得傳統材料研發面臨瓶頸。

自20世紀80年代納米金屬概念提出后，經過二十余年研究，部分納米材料的強度已實現質的飛躍。例如納米級鋁的強度已超越普通鋼材。但這類材料同時暴露出兩大缺陷：一是塑性不足導致易脆斷，二是室溫環境下性能快速退化，加熱后性能完全消失。這兩個問題嚴重限制了納米金屬的實際應用。

面對技術挑戰，全球研究機構在本世紀初普遍選擇通過添加合金元素穩定晶粒結構的傳統路徑。盧柯團隊則突破常規，在不改變材料化學成分的前提下，專注于開發新型結構優化工藝。經過二十年持續攻關，該團隊相繼研發出納米孿晶結構、梯度納米結構、納米層片結構等創新材料體系。

研究團隊在晶粒尺寸控制方面取得重大突破。當晶粒尺寸降至50納米以下時，金屬材料出現反常的自發弛豫效應，穩定性不降反升。通過進一步開發低溫方向扭轉技術，團隊成功將晶粒尺寸壓縮至10納米以下，在純銅多晶體中觀測到新型亞穩結構，該結構展現出超常的熱穩定性和力學穩定性。

盧柯特別強調，材料研發不能停留在實驗室階段，必須實現科學研究與技術轉化的深度融合。工藝創新是推動材料技術產業化的關鍵環節。目前實驗室多項技術已實現工業應用，有效解決了生產實踐中的技術難題。

以工業軋輥領域為例，傳統鍍鉻工藝存在嚴重污染、成本高昂、使用壽命短等問題。實驗室將梯度納米材料應用于鋁板軋輥制造，使軋輥使用壽命延長至280天以上，部分產品實現全年免更換，顯著提升了生產效率。這種技術革新不僅降低了企業運營成本，更推動了行業綠色轉型。

在創新模式方面，盧柯認為單純依賴“科學發現推動技術進步”的傳統路徑已難以適應現代材料研發需求。他主張建立科學探索與技術創新的雙向驅動機制，通過“雙鏈”協同實現跨越式發展。這種模式已在實驗室的多項技術轉化中得到驗證。

據盧柯透露，實驗室近期利用自主開發的非晶晶化技術，成功制備出具有界面強化特性的新型材料。這項突破性成果即將正式發布，預計將為材料科學領域帶來新的發展機遇。該技術的產業化應用有望解決多個工業領域的關鍵材料問題。