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张荻：《探索复合材料高峰，助力国家空天事业》

来源： 名家讲堂 日期：2026-04-02 点击：801 属于：大咖观点

作者：张荻（中国科学院院士，上海交通大学讲席教授）

碳纳米管兼具轻、强、刚、韧的特性，是新一代铝材性能升级理想的“强化剂”。然而，如何使碳纳米管与铝合金高效复合是科学与技术的一大挑战。启迪于自然界超高强韧的贝壳微结构，金属基复合材料国家重点实验室张荻院士团队提出了微纳砖砌构型化复合的学术思想，发展了“基元组装、以小制大”的片状粉末冶金仿生制备技术，突破了碳纳米管与金属基体跨维度-尺度匹配、界面相容等一系列关键难题，创制出高模量、高强韧的碳纳米管/铝基复合材料，被国际同行誉为开发新一代高强韧金属基复合材料的典型范例。作为自主研发、自主可控的新材料，未来，碳纳米管/铝基复合材料将为空天、国防等高端装备跨代发展提供保障，并为商业航天和低空经济等新质生产力插上腾飞的翅膀。
物竞天择，自然界生物经亿万年进化衍生出令人惊叹的分级精细构型和优异特性。向自然学习也许是科研工作者做科研的最好途径，为此张荻院士提出了“生物拓扑构型化未来复合材料”的概念，通过人工智能驱动人工材质与生物拓扑构型的耦合优化，构建变革性复合设计新理论与制备新技术，突破传统复合材料的性能边界，创制出具有超常性能的系列未来复合材料，为早日实现航天强国的伟大梦想做出更大的贡献！张荻教授带领团队，长期从事金属基复合材料应用基础研究。针对复合设计与制备、界面及形变调控、复合构效关系的关键科学与技术难题，团队建立了多元复合体系热/动力学模型，通过调控合金成分和增强体表面性质改善复合界面相容性，发现并揭示了增强体诱发动态再结晶的热变形机制，解决了复合制备与成形加工难题。

作者介绍：

张荻：材料加工与结构材料专家，中国科学院院士、欧洲科学院院士，上海交通大学讲席教授，金属基复合材料国家重点实验室主任，教育部长江学者特聘教授，享受国务院政府特殊津贴，跨世纪优秀人才培养计划入选者，入选上海市领军人才。长期从事金属基复合材料研究，在复合材料设计制备、加工成型与应用方面取得了系统性创新成果。揭示了非连续增强金属基复合材料的可控复合与形变加工原理，实现了制备技术的突破，打破了国际封锁，为我国航天重大工程提供了万余件关重构件，为推动国家高科技发展和维护国家安全做出了重要贡献；提出了金属微纳砖砌构型化复合的学术思想与技术原型，同步提升了金属基复合材料的强度/模量与塑韧性，拓宽了金属基复合材料的研究领域；巧借生物多样性及其独特的结构效应，为材料的构型化复合研究提供了新原理、新方法。主持承担了国家863计划、973计划、国家重点研发计划、国家自然科学基金重大等项目；出版中英文专著3部；发表SCI收录论文600余篇，SCI他引23,000余次，H值85；在国际会议上作特邀报告80余次；授权国家发明专利90余项、制定国家标准3项。成果获国家自然科学奖二等奖2项（均为第一完成人）、省部级一等奖4项（2项排1）。荣获全国先进工作者、全国高等学校优秀骨干教师、上海市五一劳动奖章、上海市育才奖、上海交通大学首届“教书育人奖”一等奖等。

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