煙臺南山學院學子在國際知名期刊發表研究論文

煙臺南山學院研究院“先進輕合金材料與器件”課題組指導2021級學生張偉業、康浩在中科院2區期刊《Surfaces and Interfaces》（實時影響因子5.7）在線發表題為“Rapid and localized ultrasonic-assisted fracture of biometals using room-temperature liquid metal inserted multilayer coatings”的研究論文。

生物金屬材料（如鋁和鋅），因其高機械強度、彈塑性、高導熱性和生物相容性，在醫療領域得到廣泛應用。然而，這些材料在生物體內的高穩定性使得其難以通過低損傷方法快速準確地斷裂。因此，高效的生物金屬材料的觸發斷裂是醫學領域追逐的熱點問題之一。

在此項研究中，研究者選擇GaInSn合金作為室溫液態金屬環境，并將低功率超聲波應用于純鋁和鋅這兩種生物金屬材料。實驗結果顯示，在GaInSn合金中暴露于超聲波后，鋁和鋅的力學性能迅速降低。具體而言，1.6毫米的鋁線自發斷裂時間從數小時（如使用傳統的室溫液態金屬涂層方法）縮短到幾秒鐘，而1.6毫米的鋅線幾乎可以瞬間斷裂。這一突破性進展得益于高頻超聲波的機械振動和空化效應，這些效應在一定程度上增強了室溫液態金屬對鋁和鋅表面元素的溶解/侵蝕。通過精確控制超聲波的作用部位，實現了目標生物金屬的精準高效斷裂，具有出色的可操作性。

此外，研究者還設計了一種基于超聲/室溫液態金屬局部斷裂原型，該原型能夠在其他介質（如水環境）中觸發斷裂，進一步驗證了這一技術的可行性和實用性。這一研究成果不僅揭示了超聲作用下室溫液態金屬/固體金屬界面之間的相互作用機制，而且有望為醫療應用中的生物金屬材料移除提供全新的解決方案，顯著減少患者痛苦。

張偉業和康浩為本論文的共同第一作者，該研究得到山東省自然科學基金（ZR2022ME197、ZR2023QF019）、山東省高等學校青年創新團隊（2021KJ089）、煙臺“雙百計劃”項目、南山控股科技計劃項目（2024–6–1、2024–6–3、2024–6–5）、煙臺南山學院研究發展基金（NS2022Q04）等項目的資助。

張偉業和康浩在大二上學期入選煙臺南山學院研究院“先進輕合金材料與器件”課題組從事科研學習與鍛煉。兩位同學勤勉刻苦，雙雙在今年碩士研究生考試中上線。其中，康浩已被哈爾濱理工大學材料科學與化學工程學院錄取；張偉業獲國家獎學金，正在等待考研復試。

未來，煙臺南山學院研究院將繼續秉承“開放、包容、合作、共贏”的建院理念，專注于產業技術開發與應用研究，推動科技成果轉化，培育產業發展新動能，踐行人才培養工作任務，鼓勵科研團隊培養學生科研素養和科研能力。