Door uitgebreide legeringen wordt de materiaalontwikkeling afhankelijker van schaarse hulpbronnen. Gelegeerde materialen met gecompliceerde samenstellingen zijn ook moeilijk te synthetiseren en te recyclen. Met verhoogde legering, materiaalkosten blijven stijgen, terwijl verbeteringen aan eigendommen afvlakken. Om deze redenen, de duurzaamheid van materialen, vooral metalen, krijgt de laatste tijd steeds meer aandacht.

In een studie gepubliceerd in Wetenschap , Prof. Li Xiuyan en Prof. Lu Ke van het Shenyang National Laboratory for Materials Science (SYNL), Institute of Metal Research van de Chinese Academie van Wetenschappen stelt voor om de materiaaleigenschappen te verbeteren door middel van verduidelijking, een methode om stabiele interfaces tussen korrels op verschillende lengteschalen op maat te maken door minder of geen legeringselementen te gebruiken.

Vereffening zou de materiële duurzaamheid bevorderen door de materiaalkosten te verlagen, het vergroten van de onafhankelijkheid van hulpbronnen en het verbeteren van de recycleerbaarheid van materialen.

Hoewel het onderliggende principe van verduidelijking goed is, het staat voor uitdagingen vanwege de intrinsieke instabiliteit van microstructuren op nanometerschaal, waar variaties in eigenschappen dramatisch toenemen.

Eerdere studies door Prof. Li Xiuyan en Prof. Lu Ke, respectievelijk gepubliceerd in Wetenschap in 2018 en Fys. ds. Lett . in 2019, onthulde dat korrels van nanoformaat in puur koper en nikkel geproduceerd door plastische vervorming een opmerkelijke thermische en mechanische stabiliteit vertonen tegen verruwing onder een kritische korrelgrootte, dankzij een autonome korrelgrensrelaxatie naar toestanden met lage energie die dislocatiekiemvorming onderdrukt. Een dergelijke stabilisatie versterkt metalen op een manier die verschilt van de manier waarop legeringen dislocatieslip weerstaan.

Deze bevinding biedt nieuwe mogelijkheden voor het ontwikkelen van stabiele nanogestructureerde metalen en legeringen met nieuwe eigenschappen, die de basis vormt voor de verduidelijkingsstrategie.

Als hoofdwetenschapper Prof. Li Xiuyan leidt het Key R&D-project over "Plainification of materials with low-energy interfaces, " die sinds 2018 financieel wordt ondersteund door het Ministerie van Wetenschap en Technologie (MOST).