金属疲劳，这一长期困扰工程材料领域的“隐形威胁”，因其对工程安全构成的潜在风险，尤其在航空航天、能源装备及交通运输等重大工程领域，引起了广泛关注。近期，中国科学家在国际顶级学术期刊《自然-材料》上发表的一篇观点文章，为突破金属疲劳研究瓶颈提供了新的视角。
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，撰写了一篇题为“金属和合金的疲劳”的论文，系统梳理了金属疲劳领域的研究历程与现状，并针对极端环境下的金属及合金材料疲劳失效问题，提出了创新策略。这些策略旨在为未来抗疲劳材料的设计提供科学依据。
论文指出，要有效解决金属疲劳问题，必须从基础研究与工程应用两方面同时发力。在基础研究层面，科学家们着重探索新型材料（例如跨尺度多层级结构金属）的疲劳特性，旨在揭示其演化规律与物理本质，以深化对金属疲劳损伤微观机制的理解。而在工程应用层面，研究则聚焦于传统金属及相关构件在复杂环境下的疲劳行为，特别是在非对称或多轴复杂疲劳载荷、极端温度、辐照、腐蚀等条件下的响应、损伤特征及规律。
中国科学家在论文中强调，为了应对金属疲劳带来的挑战，必须创新性地融合多学科方法，包括材料设计、先进制备技术（如增材制造）、高精度表征手段及人工智能辅助分析等。这种跨学科的融合，不仅能够为开发兼具高疲劳抗性与低成本优势的金属材料提供新途径，还可能引领极端环境用材设计理念的变革。
尽管人类对金属疲劳现象的研究已历经近两个世纪，但它依然是材料科学领域最具挑战性的课题之一。特别是在深空探测、深海开发及核能系统等极端环境应用中，材料的疲劳行为变得高度复杂且难以预测，增加了灾难性失效的风险。因此，探索更为有效的抗疲劳设计策略显得尤为重要。
随着新型材料体系的迅速发展和工程应用场景的不断扩大，传统的抗疲劳设计方法也面临着新的挑战。中国科学家在论文中提出的观点与策略，无疑为这一领域的研究注入了新的活力，也为未来的材料研发提供了宝贵的参考。
在应对金属疲劳这一全球性难题的过程中，中国科学家的贡献不仅展示了其在材料科学研究领域的深厚实力，也为全球工程安全提供了有力的支持。
