点赞西理工！牵手诺贝尔奖获得者，与大咖一起搞科研！
3月27日上午，西安市高新区迎来了陕西省首家自然科学领域的诺贝尔奖研究院——谢赫特曼诺奖新材料研究院。
西安谢赫特曼诺奖新材料研究院是陕西省第一家自然科学领域的诺贝尔奖研究院。该研究院由丹·谢赫特曼团队、我校材料学院徐春杰团队、Founders Space（西安创始人众创空间有限公司）三方共同组建。研究院将致力于快速凝固、高强韧3D打印镁合金新型材料的研发及产业化，并在生物医学、汽车轻量化、航空航天等领域开展应用基础研究，逐步实现产业化。同时，该研究院将充分发挥陕西省在镁资源领域的优势，助力西安市在镁合金深加工与产业化应用等方面的快速发展，为西安市硬科技创新发展提供强大智力支撑。
我校材料学院徐春杰老师作为研究院成立的“推动者”之一，对新材料研究院的顺利组建起到了重要促进作用。
近日，小编有幸采访到了徐春杰老师，近距离了解了团队的研究领域。下面，就请大家一起走近研究院，一睹最新的研究成果吧。
丹·谢赫特曼，1941年出生于以色列的特拉维夫，以色列人，国际著名的材料学家。1982年，丹·谢赫特曼教授创造性地发现了一种新形态的二十面体相（Icosahedral Phase）分子结构，从而开辟了研究准晶的全新领域。因发现准晶，2011年10月5日，丹·谢赫特曼教授在瑞典首都斯德哥尔摩荣获诺贝尔化学奖。
作为诺奖获得者——谢赫特曼教授的博士后，徐春杰老师曾跟随谢赫特曼教授学习两年，致力于镁合金的研究。回国后，徐春杰老师一直在学校从事镁合金的相关研究工作，期间还多次返回谢赫特曼实验室开展合作研究。回忆起当时萌生出选择镁合金的想法时，徐老师说到：“在一次跟谢赫特曼教授的交流中，他就镁合金3D打印相关技术询问我的想法时，我非常感兴趣，连夜把我的想法整理成书面材料发给教授。教授看后十分高兴，想要与我见面详谈。”后来，谢赫特曼教授来西安参加Founders Space公司会议时，徐春杰老师和谢赫特曼教授再次见面详谈了镁合金3D打印研究的相关技术，并初步商定共同合作进行此项技术的科学研究。
2007-2009年博士后期间，徐春杰老师在丹·谢赫特曼教授办公室合影
2018年9月14日，谢赫特曼教授受聘为我校特聘教授，与徐春杰老师共同开发快速凝固、高强韧镁合金新型材料方面的合作研究。
西安市政府获知谢赫特曼教授和徐春杰老师将要合作开展此项研究后，十分支持。在各方的推动、促进下，2018年11月8日，“谢赫特曼诺奖新材料研究院”签约仪式在西安曲江国际会议中心举行。2019年3月27日，西安谢赫特曼诺奖新材料研究院在高新区举行了揭牌仪式，正式落地西安。同时，成立西安谢赫特曼诺奖新材料研究院有限公司，致力于产业转化。
据徐春杰老师介绍，镁合金3D打印具有非常好的市场前景和可挖掘性。镁合金是金属工程结构材料中最轻的材质，近年来在世界上的应用与日俱增。低密度、高比刚度、高比强度、优良的减震性、稳定性、电磁屏蔽性和绿色环保等是镁合金的特点。然而，由于镁合金在铸造时易出现疏松、夹渣、裂纹以及气孔等缺陷，严重影响了材料加工成型后的最终性能，阻碍了其广泛应用。而3D打印可以很大程度上缓解这些问题。
3D打印的镁合金丝材样品和头颅样品
目前的3D打印常采用技术是激光、电子束和电弧增材。如果用激光或者电子束3D打印镁合金，由于镁熔点低、蒸气压低、易挥发的金属特性使镁合金3D打印研究难度极大。因此，国内外相关研究很少。
“也正因为这是一块‘难啃的硬骨头’，我们对镁合金3D打印技术的研究才产生了浓厚兴趣。”徐老师说，“如果已经研究得很成熟了，我们也就不需要再深入研究了。知难而上，这正是科学研究的精神所在。”
接着，徐老师详细介绍了他钟情于“镁”这一特殊物质的缘由。他说：“我国金属镁资源丰富，居世界首位，占全球2/3以上。而陕西地区的金属镁约占全国的60%以上，是“丝绸之路”上最大的金属镁生产供应基地，素有“世界镁业看中国，中国镁业看陕西”的美誉。镁合金是金属工程结构材料中最轻的材质，近年来在世界上的应用与日俱增。”
镁具有四大优质特点：首先，低密度、高比刚度。纯镁的密度仅有1.74g/c㎥，这就保证了在同等体积下，镁的质量远远轻于其他金属材料。通过3D打印轻合金，已经将飞机座椅骨架实现了减重56%。这对商业航空公司意味着如果以100架A380飞机服役20年来计算，航空公司将节省2亿多美元的燃料费用。这好比8万辆汽车一年减少126000吨的二氧化碳排放量。由此可见，3D打印轻合金的经济效益和社会效益十分可观。
3D打印镁合金丝材
其次，电磁屏蔽性好。在日常生活中，我们的许多电子设备，如照相机、电脑的内部有很多集成电路。为了保证电子设备的正常运转，避免各种电子设备之间的电磁干扰，生产厂家通常采用镁合金作为机器外壳。
再者，生物兼容性好。镁元素是我们人体必须摄入的微量元素之一。生活中，如果摔伤骨折，医生在进行手术时往往会使用钢板、钢钉对骨头进行加固。由于钢的生物兼容性不好，在伤口愈合时，患者有时会产生疼痛，严重时还需要服用药物来减少排异反应。同时，在骨头重新长好后，患者往往需要进行再次手术，取出身体里的钢板、钢钉，这无疑对患者带来诸多不便。“如果使用镁合金作为支撑固定材料，就能大大降低排异反应的发生。更为重要的是，植入的镁合金会随着骨骼的愈合和生长被人体慢慢吸收，因此避免了患者的二次手术。”徐老师介绍道。生物医用镁合金的基础研究无疑会推动医学领域的发展变革，更会为众多病人减轻痛苦。
最后，镁的阻尼性能好。徐春杰老师举了个例子，当我们用小锤子敲击铁盆表面时，往往会听到好几下声响。而敲击镁金属片时，只会听到持续的回声。而敲击镁合金时，只会听到一声闷响。也正是因为镁的这种金属特性，镁合金可以被广泛运用于一些装备的壳体，这样可以降低运动过程的共振噪音，提高了可靠性。
随着国际产业转型与经济发展，国际国内装备制造业对镁合金的相关研究越来越重视。而陕西省的镁金属产量十分丰富，占到全国的60%。新材料研究院的揭牌成立，能充分发挥陕西省在镁资源领域的优势，助力西安市在镁合金深加工与产业化应用等方面快速发展，为西安市硬科技创新发展提供强大智力支撑。对于学校来说，新材料研究院的成立不仅能够推动科技的进步、社会的发展，更为学校的教学研究发展提供了实践展示的平台，有助于实现产学研融合创新。
党委宣传部 单行线工作室
采访、撰稿：焦曼文 赵阳瑞
摄 影：赵阳瑞
部分图片来自新闻网
编 辑：彭雅兰
责任编辑：张 明