金属疲劳，这一隐匿于工程材料深处的“杀手”，因其广泛渗透于航空航天、能源装备及交通运输等关键领域，对工程项目的安全运作与可靠性构成了不可忽视的潜在风险，长期以来备受科学界的密切关注。
近日，中国科学院金属研究所的潘庆松研究员与卢磊研究员携手，在国际顶级学术期刊《自然-材料》上发表了一篇题为“金属和合金的疲劳”的深度观点文章。该文章不仅系统梳理了金属疲劳领域的历史研究与最新进展，更提出了针对极端环境下金属及合金材料疲劳失效的全新应对策略，为抗疲劳材料的设计指明了方向。
文章指出，要攻克金属疲劳研究的难关，必须从基础研究与工程应用两方面双管齐下。在基础研究层面，科学家们聚焦于新材料，特别是跨尺度多层级结构金属的基本疲劳特性，力求揭示其演化规律与物理本质，从而深化对金属疲劳损伤微观机制的理解。而在工程应用层面，研究则侧重于传统金属及其相关构件在复杂服役环境下的疲劳损伤行为，特别是在非对称或多轴复杂疲劳载荷以及极端环境（如高温、低温、辐照、腐蚀等及其耦合作用）下的表现。
文章还强调，跨学科方法的创新性融合是突破金属疲劳研究瓶颈的关键。这包括材料设计、先进制备技术（例如增材制造）、高精度表征手段以及人工智能辅助分析等多领域的结合。这种多学科交叉的研究模式不仅为开发既具有高疲劳抗性又具备低成本优势的金属材料提供了新思路，更可能引领极端环境用材设计理念的革新。
尽管人类对金属疲劳现象的研究已历经近两个世纪，但它仍然是材料科学领域最具挑战性的难题之一。特别是在深空探测、深海开发以及核能系统等极端环境应用中，材料在复杂循环载荷下的疲劳行为表现出高度复杂性和不可预测性，这极大地增加了灾难性失效的风险。
随着新型材料体系的蓬勃发展和工程应用场景的不断拓宽，传统的抗疲劳设计方法也面临着前所未有的挑战。潘庆松与卢磊的研究团队在文章中提出的应对策略，无疑为这一领域的未来发展注入了新的活力与希望。
