封面作者：Susanna Siu &吴戈

第一作者：吴戈

通讯作者：吕坚

第一单位：香港城市大学

作为一种理想的轻型结构材料，镁合金在消费电子工业(流动电话、平板及手提电脑)，航空及汽车领域具有广泛的应用前景。然而，镁合金的强度和抗磨损能力不佳，一直是困扰镁合金实际应用的重难点问题。

有鉴于此，香港城市大学吕坚团队首次制备出了超纳双相合金膜结构，使得镁合金在室温下具备3.3 GPa的超高强度，达到了近理想值，是迄今为止强度最大的镁合金。

图1. 超高强度镁合金表征

研究人员使用特殊的磁控溅射方法，通过调整结构中晶态和非晶态材料的比例，首创两相结构单元都小于10纳米的合金膜结构：镁基超纳米双相-玻璃纳米晶(Supra-nano-dual-phase glass-crystal)。其中，“超纳”特指为小于10纳米，而“玻璃”意为广义非晶态。

这种超级材料每平方毫米可承受超过300千克压力，并具超高耐磨性及变形能力。其强度较现有超强镁合金晶体材料要高出十倍，变形能力较镁基金属玻璃高两倍。

图2. 超高强度镁合金力学性能

这种超强镁合金材料可发展成生物降解植入材料，病人可因此避免进行第二次手术以取出零件。同时，镁是对身体有益的元素，有助康复。此外，这种材料也可制成涂层，涂覆在人体膝盖、臀部的人工关节上，提高关节的抗磨损和抗腐蚀能力，更可减低患者对人工关节金属敏感的风险。另外，此超纳双相材料在延长各种不同的微机电系统的寿命方面，也极具优势。

目前，吕坚教授研究组正与香港中文大学秦岭教授研究组(矫形外科及创伤学系教授兼实验室主任)进行“联合研发镁基金属骨科内植物”的项目合作研究。

总之，这项研究成果证明了通过精确调控制作技术，可以实现新型结构材料。也为未来发展各种新型超纳米结构及其相关的特异物理及化学特质，带出一个全新方向。

前排左起：吕坚教授、吴戈研究员

后排左起：朱林利博士、陈稼祥博士、孙李刚博士