蓝谷院校动态丨山东大学（青岛）前沿交叉科学青岛研究院粒子与物质相互作用团队高宁教授在材料辐照效应领域取得新进展

近日，山东大学（青岛）前沿交叉科学青岛研究院粒子与物质相互作用团队高宁教授在材料辐照效应领域取得新进展，并在金属材料领域国际顶级期刊Acta Materialia（IF：8.3，中科院1区Top）发表题为“Enhanced resistance to radiation and magnetic anisotropy change by periodic pattern of dislocation networks at a W/Fe interface”的研究成果。高宁教授为论文通讯作者，博士研究生董怡斌为论文第一作者，山东大学为第一完成单位和唯一通讯单位。

该研究采用经典、加速分子动力学和第一性原理方法，研究了辐照损伤对W/Fe界面结构稳定性、力学性能和磁各向异性能的影响。本研究发现了W(100)/Fe(100)及W(110)/Fe(110)异质界面处形成的规则方形和非规则的六边形位错网络结构的存在，以及这些结构对系统本征结构稳定性、抗辐照性能及辐照前后力学性能和磁存储性能的重要影响。研究通过力学性能和原子结构之间的关系表明，揭示了一种全新的在界面结构处的滑移系统激发机制：在应力作用下，方形和六边形位错网络会同时激活每个方形或六边形位错线上的多个滑移系，导致界面具有较强拉应力极限强度；在剪应力作用下，界面上的规则位错网络会导致波浪状原子位移，使界面对“粘滑”变形有很强的抵抗力。此外，研究也揭示了这些异质界面在位移级联作用下的强回复能，强调了当这些结构用于辐照环境下使用的磁存储器件时，需要进行相应的辐照防护，以确保其磁存储性能的正常使用。该研究成果为核电站与空间站中辐射防护材料和磁存储装置的制备和筛选提供了科学研究基础。

近年来高宁教授团队在新材料及其辐照效应领域取得了一系列创新研究成果，分表发表在Nature Materials（2019）、Nature communications（2021）、Advanced Materials（2023）、Acta Materialia（2025,2023,2023,2020）、JMRT（2024）等国际知名期刊。相关研究得到了国家磁约束核聚变能发展研究专项和国家自然科学基金面上项目等项目的资助和支持。

粒子与物质相互作用团队是山东大学粒子物理和粒子辐照教育部重点实验室的重要组成部分，以材料辐照效应基础研究为主要方向，面向国家对核能的重大需求，在材料辐照损伤实验与计算研究、辐照相关纳米功能材料制备及性质研究、核用材料筛选等方面开展深入工作，取得了丰硕的研究成果，承担及参与了多项国家和省部级科研项目，发表了多项重要研究成果，为我国核能材料的研发贡献山大力量。