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2017年4月6日
研究
城大成功研製最強鎂合金 全球首創

羅翠欣
 
城大研究團隊(前排左起:呂堅教授、吳戈博士;後排左起:朱林利博士、陳稼祥博士、孫李剛博士)
  
香港城市大學(城大)團隊最近在材料研究取得重大突破,成功研製全球首創的超納鎂合金材料。這類尖端新型材料的強度較現有超強鎂合金晶體材料高出十倍,變形能力較鎂基金屬玻璃高兩倍,並可發展成生物降解植入材料。
 
是次重大研究成果剛於國際頂尖科學學術期刊《自然》上發表。
 
做出這項突破的研究團隊所有成員均來自城大,包括領導計劃的副校長(研究及科技)兼機械工程學講座教授呂堅教授、由其指導的博士後研究員吳戈博士、助理科學主任陳稼祥博士、研究員兼浙江大學副教授朱林利博士以及高級副研究員孫李剛博士,突顯城大雄厚的科研實力。
 
 
新型材料的強度較現有超強鎂合金晶體材料高出十倍。
呂教授團隊一直致力進行高強高韌結構與功能材料的研究,以突破現有物料的局限。經過五年多的努力,呂教授和團隊成功研製兩相結構單元都小於
10納米的合金膜結構,並將其名為超納雙相-玻璃納米晶(Supra-nano-dual-phase glass-crystal),當中超納定義為小於10納米,而玻璃為非晶體狀態。這是全球首創的合金結構系列。
 
呂教授指出,新型合金材料可應用在生物降解植入物料中。他說:「這材料有極大應用潛力,以鎂合金為例,可發展成生物降解材料。鎂基超納雙相-玻璃納米晶材料將會成為新的原型材料,可用於生物降解植入,具有超高耐磨性能,病人可因此避免進行第二次手術以取出零件。」同時,鎂是對身體有益的元素,有助康復。
 
此外,新材料可製成塗層加在人體膝蓋、臀部的人工關節上,提高關節的抗磨損和抗腐蝕能力,更可減低患者對人工關節金屬敏感的風險。新材料也可應用在各種不同的微機電系統,延長系統的壽命。
 
呂教授解釋,鎂合金密度低,是一種理想的輕型結構材料,在消費電子工業(流動電話、平板及手提電腦),航空及汽車領域都有廣泛的應用前景。不過,科學家一直希望進一步提升鎂合金的強度和抗磨損能力等特質。
 
新發明的鎂基超納米雙相-玻璃納米晶材料正好彌補原來材料的不足。它具有超高強度,每平方毫米可承受超過300千克壓力,並具超高耐磨性及變形能力。
 
此材料使用特殊的磁控濺射方法製造,透過調整結構中的晶體狀態和非晶體狀態的比例,增加材料的強度。團隊成功研製的鎂基超納米雙相-玻璃納米晶材料,證明新型結構可透過仔細調控製作技術達致,也為未來發展各種新型超納米結構及其相關的特異物理及化學特質,帶出一個全新方向。
 
呂教授很高興研究獲得國際肯定,並指出整個計劃全部由城大研究人員設計和進行,是大學同仁努力多年的成果。
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