2022最美科技工作者丨河北省“最美科技工作者”

　　郑士建教授从小对物理感兴趣，总喜欢问为什么，这为郑士建教授日后从事科学研究打下了基础。

　　不同于陶瓷、玻璃等材料的坚硬易碎，也不同于竹子木材等材料的柔韧，金属材料不但坚硬，还可以变形，即金属材料兼具强度和韧性。但是，当金属材料的强度上升时其韧性下降，而具体的应用环境又要求金属材料同时具备高强度和高韧性。例如，国家双碳战略对汽车的能耗提出了更高的要求，这也就意味着汽车用高强钢要同时具备高强度和高韧性才可以在实现减重要求下保证驾驶安全。因此，同时实现高强度和高韧性是金属材料领域面临的主要科学问题。

　　多年来，郑士建教授一直在金属材料强韧化的道路上孜孜不倦的探索着。早在 2010 年在美国洛斯阿拉莫斯国家实验室从事博士后研究时，郑士建教授就与同事一起制备了纳米层状金属材料。

　　就像我们的书一样，纳米层状金属材料由两种强度不同的金属交替排列组成，层厚度越小，其强度越高。郑士建教授与同事一起制备了单层只有 10 纳米的层状金属复合材料，其强度很高，同时由于两种金属的复合效应还具备一定的韧性。对于块体板材而言，单层 10 纳米目前仍然是世界上单层最薄的层状金属复合材料，相关成果发表在世界著名期刊 Nature Communications。但是，和所有的板材一样，纳米层状金属材料仍然面临沿板材平面方向和垂直于板材平面方向力学性能差异巨大的难题。

　　面对层状金属材料力学性能各个方向差异巨大的不足，郑士建教授一直在思考对策。善于观察生活的郑士建教授发现，学校正在建设的国家实验室大楼用了大量的钢筋混凝土，钢筋的使用显著增加了建筑整体的刚性。钢筋是互相连接在一起的，如果在纳米晶金属材料里加入“钢筋”，即把纳米晶粒有机连接起来是不是就可以实现纳米金属材料的高强度高韧性呢？

　　从 2019 年开始，郑士建教授带着这样的想法开始了探索。经过无数次的尝试、无数的通宵达旦、以实验室为家，郑士建教授终于带领团队成功制备了在纳米尺度两种材料三维互通的钛基复合材料。类似于在海绵的空隙里填满了水，海绵和水完全有机结合在一起，因此三维互通纳米复合材料实现了各向同性的高强度和高韧性。相关成果于 2022 年发表于世界顶级期刊 Science Advances 上，引领了全球金属材料强韧化的发展，为学校国家双一流建设贡献了力量。

　　郑士建教授在科学研究的道路上始终坚守初心、不畏艰难，终于攀上了金属材料强韧化的科学高峰。