2020年度河北科技奖·对话 ②丨于栋利：十年磨一剑 做出了全世界最硬的材料

　　长城网讯（记者 赵晓慧 李文培）“人工合成材料硬度超过金刚石，是全世界做材料研究的科技工作者都想做出来成果。很荣幸，我们把它研制出来了。”纳米孪晶超硬材料的微观结构设计与合成项目主要完成人之一的于栋利在接受记者采访时表示，燕山大学做出了全世界最硬的材料——纳米孪晶超硬材料，而中国对其拥有完全的自主知识产权。

　　4月13日，2020年度河北省科技奖励大会召开，纳米孪晶超硬材料的微观结构设计与合成项目荣获河北省自然科学奖一等奖。对此，于栋利表示，纳米孪晶超硬材料的研制成功，是整个研究团队集体攻关的成绩，纳米孪晶超硬材料的获奖，是研究团队的集体荣誉。

　　据了解，纳米孪晶超硬材料是一种超高性能的新型的、超级材料，其最突出的在于硬度超越了天然金刚石的两倍，它的研制成功，在全世界引起了轰动。

　　在谈及创新秘诀时，于栋利表示，长时间的坚持和对细节的关注是技术创新必不可少的关键要素。

　　“截止到今天，我们这个项目已经做了10多年，十年磨一剑，才有了现在的成功。”于栋利说，早在十几年前，研究团队中的田永君院士已经开始从事相关的理论研究，之后才有了后续实验室的研究。

　　而在这一过程中，细节成为决定研究成败的关键。

　　“一定要关注细节，不能因为它不是你想象的样子就忽视它的存在。有时候，反而是意料之外的会是更好的、全新的东西。”于栋利说，“纳米孪晶超硬材料的合成可能有点出乎人们的意料，或者说它太好了，已经超出了人们的想象！”

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      创建了多晶共价材料硬度模型，实现了多晶共价材料硬度的定量预测，阐明了纳米多晶共价材料持续硬化的物理机制。以洋葱氮化硼为原料，利用高温高压技术合成了极硬的纳米孪晶结构极硬立方氮化硼（nt-cBN）块材，其平均孪晶厚度3.8纳米，维氏硬度和断裂韧性分别达到108GPa和12.7MPa·m1/2，是cBN单晶的2倍和4.5倍；抗氧化温度达1294℃。3.纳米孪晶结构极硬金刚石(nt-diamond)的合成及其孪晶细化机制：以洋葱碳为原料，在高温高压下合成了纳米孪晶结构极硬金刚石（nt-diamond）块材，其平均孪晶厚度5nm，维氏硬度200GPa，达到天然金刚石单晶的2倍，实现了人工合成材料比天然金刚石更硬的梦想；nt-diamond的断裂韧性9.7~14.8MPa·m1/2，抗氧化温度为980℃，比天然金刚石高210℃。
    该项目获中国科学十大进展2项、中国高等学校十大科技进展2项；获授权发明专利8项，包括中国2项、美国2项、欧盟1项和日本3项；5篇代表性论文SCI总他引885次，其中包括2篇Nature文章。