突破性發現！「延伸滑移帶」改寫70年來材料變形理論

加州大學爾灣分校的科學家近日顛覆了材料科學界長達70年的經典理論，他們發現「延伸滑移帶」現象，徹底改變學界對金屬在壓力下變形機制的理解。這項突破將直接影響能源系統、太空科技與核能應用等關鍵領域的材料研發。

在最新一期《自然通訊》期刊中，爾灣分校工程學院的團隊發表驚人發現：當科學家對地球上最堅韌的材料之一——鉻鈷鎳合金進行微柱壓縮實驗時，透過原子級觀測技術，首次捕捉到「延伸滑移帶」的形成過程。這項發現直接挑戰1950年代物理學家Frank與Read提出的經典滑移理論。

研究團隊運用先進的掃描穿透式電子顯微鏡技術，配合大規模原子模擬，清楚觀測到兩種截然不同的滑移帶結構：侷限滑移帶呈現出缺陷極少的薄滑移區，而延伸滑移帶則具有高密度的平面缺陷特徵。

「過去70年來，學界始終未能從根本層面理解滑移帶形成的完整動態過程。」論文通訊作者、爾灣分校機械與航空工程系副教授彭輝曹指出：「我們在奈米尺度捕捉到的這些現象，為先進結構材料中的集體位錯運動與微觀變形不穩定性提供了全新見解。」

曹教授強調，變形帶現象（即應變集中於局部區域）普遍存在於人造與天然材料中，包括結晶固體、金屬、粒狀介質，甚至是地質斷層。隨著鉻鈷鎳合金等「超級材料」的出現，深入理解其力學行為變得前所未有的重要。

這項基礎研究成果將加速開發具有可預測機械特性的新材料，滿足能源與航天領域對極端環境適應性材料的迫切需求。研究團隊相信，他們的發現將為下一代超強韌材料的設計開闢全新道路。

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