前瞻科技 ›› 2025, Vol. 4 ›› Issue (1): 128-138.DOI: 10.3981/j.issn.2097-0781.2025.01.013

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应变玻璃超级铁性智能材料的进展与展望

任帅1(), 纪元超2, 王栋2, 王宇3, 赵新青4, 任晓兵1,2,()   

  1. 1.甬江实验室先进智能材料研究中心,宁波 315202
    2.西安交通大学前沿科学技术研究院,西安 710049
    3.西安交通大学物理学院,教育部物质非平衡合成与调控重点实验室,西安 710049
    4.北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京 100083
  • 收稿日期:2024-12-23 修回日期:2025-02-18 出版日期:2025-03-20 发布日期:2025-03-27
  • 通讯作者: 任晓兵
  • 作者简介:任帅,研究员。主要从事铁性智能材料及无序合金材料的研究。主持自然科学基金项目2项、中国博士后科学基金1项,参与国家重点研发计划青年科学家项目1项。获深圳市高层次人才,美国陶瓷学会Spriggs奖等。发表论文50余篇。电子信箱:renshuai.01@foxmail.com
    任晓兵,教授,研究员。甬江实验室先进智能材料研究中心主任。国家杰出青年科学基金获得者、海外高层次人才引进计划入选者、国家重点基础研究发展计划项目首席科学家。主要从事铁性智能材料的研究。获国家自然科学奖二等奖(排名第1)、教育部自然科学奖一等奖(排名第1),日本金属学会“杰出青年奖”和“功勋奖”,美国陶瓷学会Spriggs奖,国际纳米技术博览会(Nanotech 2020)奖等。发表论文近400篇。电子信箱:ren.xiaobing@ylab.ac.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(52371160);国家自然科学基金(52471208);国家自然科学基金(52171012);国家自然科学基金(52471016);国家重点研发计划(2024YFB3817600);高等学校学科创新引智计划(111计划)2.0项目(BP0618008);陕西省重点研发计划(2023-ZDLGY-21)

Progress and Prospect of Strain Glass Super Ferroic Smart Materials

REN Shuai1(), JI Yuanchao2, WANG Dong2, WANG Yu3, ZHAO Xinqing4, REN Xiaobing1,2,()   

  1. 1. Center for Advanced Smart Materials, Yongjiang Laboratory, Ningbo 315202, China
    2. Frontier Institute of Science and Technology, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China
    3. School of Physics, MOE Key Laboratory for Nonequilibrium Synthesis, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China
    4. School of Materials Science and Technology, Beihang University, Beijing 100083, China
  • Received:2024-12-23 Revised:2025-02-18 Online:2025-03-20 Published:2025-03-27
  • Contact: REN Xiaobing

摘要:

在航空航天、自动驾驶、无人机、机器人及先进医疗等尖端领域,颠覆性智能技术的发展对铁性智能材料的高性能提出了重大需求。然而,基于朗道相变理论的传统铁性智能材料在性能上面临原理性的制约,难以实现进一步突破。近年来,应变玻璃的发现与发展为铁性智能材料突破原理限制、获得颠覆性性能带来了新契机。文章综述了近年来应变玻璃铁性智能材料的研究进展,并对该新型铁性智能材料的未来发展提出展望和建议,以期为中国在铁性智能材料基础研究中保持领先地位、在产业应用上推动跨越式发展提供参考和思路。

关键词: 应变玻璃, 铁性智能材料, 形状记忆合金, 超弹性, 宽温域

Abstract:

The development of innovative intelligent technologies in cutting-edge fields such as aerospace, autonomous driving, unmanned aerial vehicles, robotics, artificial perception, and advanced medical applications has imposed significant demands on the high performance of ferroic smart materials. However, conventional ferroic smart materials based on Landau theory of phase transition exhibit performance limitations rooted in their fundamental physics, rendering further breakthroughs challenging. In recent years, the discovery and development of strain glass have provided new opportunities for overcoming these constraints of ferroic smart materials and achieving revolutionary performance enhancements. This review presented recent research progress in strain glass ferroic smart materials and provided forward-looking perspectives and recommendations for the future development of this novel ferroic smart material. It offered insights to maintain China’s leading position in fundamental research on ferroic smart materials and propel leapfrogging development in industrial applications.

Key words: strain glass, ferroic smart material, shape memory alloy, superelasticity, wide temperature range