Las aleaciones extensivas hacen que el desarrollo de materiales dependa más de recursos escasos. Los materiales aleados con composiciones complicadas también son difíciles de sintetizar y reciclar. Con mayor aleación, los costos de materiales continúan en espiral mientras que las mejoras en las propiedades se estabilizan. Por estas razones, la sostenibilidad de los materiales, especialmente metales, recientemente ha ganado más y más atención.

En un estudio publicado en Ciencias , El profesor Li Xiuyan y el profesor Lu Ke del Laboratorio Nacional de Ciencia de Materiales de Shenyang (SYNL), El Instituto de Investigación de Metales de la Academia de Ciencias de China propone mejorar las propiedades de los materiales mediante la simplificación, un método para adaptar interfaces estables entre granos a diferentes escalas de longitud utilizando menos o ningún elemento de aleación.

La simplificación promovería la sostenibilidad de los materiales al reducir el costo de los materiales, aumentando la independencia de los recursos y mejorando la reciclabilidad del material.

Si bien el principio subyacente de la simplificación es sólido, se enfrenta a desafíos debido a la inestabilidad intrínseca de las microestructuras a escala nanométrica, donde las variaciones de propiedad aumentan drásticamente.

Estudios previos realizados por el profesor Li Xiuyan y el profesor Lu Ke, publicado respectivamente en Ciencias en 2018 y Phys. Rev. Lett . en 2019, reveló que los granos de tamaño nanométrico en cobre puro y níquel producidos a partir de la deformación plástica exhiben una notable estabilidad térmica y mecánica contra el engrosamiento por debajo de un tamaño de grano crítico, gracias a una relajación autónoma del límite del grano a estados de baja energía que suprime la nucleación de la dislocación. Dicha estabilización fortalece los metales de una manera distinta a la forma en que las aleaciones resisten el deslizamiento por dislocación.

Este hallazgo ofrece nuevas posibilidades para desarrollar metales nanoestructurados estables y aleaciones con propiedades novedosas. que es la base de la estrategia de simplificación.

Como científico jefe, El profesor Li Xiuyan dirige el proyecto clave de I + D sobre "Plainificación de materiales con interfaces de baja energía, "que cuenta con el apoyo financiero del Ministerio de Ciencia y Tecnología (MOST) desde 2018.