中国科学院金属研究所研究团队与辽宁材料实验室研究团队合作，提出并实现了“纳米负能界面”强化新策略，在镍基合金中构筑极高密度稳定界面，可提升材料刚度，使材料强度逼近理论极限。研究团队在镍基合金中，通过电化学沉积结合非晶晶化方法，让金属原子以两种极其紧密的方式交替堆叠，原子相互采用榫卯结构连接，层与层之间仅有0.7纳米，形成了更稳定的结构，材料内部总能量没有增加，反而降低了“负能界面”。这种充满“负能界面”的新型金属的屈服强度高达5.08GPa，超过传统纳米晶与纳米孪晶镍基材料，接近理论强度极限，能够和高性能陶瓷相当。该金属的杨氏模量大幅提升，达到254.5GPa，超过同成分的非晶金属和金属化合物。这意味着“负能界面”新型金属实现了强度与刚度的同步提升。不仅更难被永久压坏，也更难被弹性压弯，即“又强又韧”。“纳米负能界面”强化策略可广泛应用于多种材料体系。该成果揭示通过构筑极限尺度的稳定“负能界面”，可以有效调控晶体材料的原子键合状态，同时实现材料强度和模量的跨越式提升。为未来设计开发接近理论强度极限的新一代超强超稳金属材料，提供了新的科学原理和技术路径。相关研究成果发表在《科学》（Science）上。