文章核心观点 - 中国科学家在国际期刊《自然-材料》发表观点文章，提出需从基础研究与工程应用两个维度协同推进，以突破金属疲劳研究的瓶颈[1][4] - 金属疲劳是工程材料的“隐形杀手”，对航空航天、能源装备、交通运输等重大工程领域的安全运行与可靠性构成潜在威胁[1] - 金属疲劳研究已近两个世纪，但仍是材料科学领域最具挑战性的课题之一，在极端环境应用中的挑战尤为严峻[5] 研究背景与挑战 - 金属疲劳现象广泛应用于航空航天、能源装备、交通运输等重大工程领域，对工程安全构成潜在威胁[1] - 在深空探测、深海开发、核能系统等极端环境应用中，材料承受复杂循环载荷时的疲劳行为具有高度复杂性和不可预测性，可能导致灾难性失效[5] - 随着新型材料体系的快速发展和工程应用场景的不断拓展，传统抗疲劳设计方法面临新的挑战[5] 基础研究层面策略 - 着重探究新材料（如跨尺度多层级结构金属）的基本疲劳特征，揭示其演化规律与物理本质[4] - 进一步深化对金属疲劳损伤微观机制的系统认知[4] 工程应用层面策略 - 聚焦传统金属及相关构件和装备在复杂使役环境下的疲劳损伤行为[4] - 重点研究非对称或多轴复杂疲劳载荷、极端环境（如高温、低温、辐照、腐蚀及其耦合作用）下疲劳响应、损伤特征及规律[4] 研究方法创新 - 亟须创新性地融合材料设计、先进制备技术（如增材制造）、高精度表征手段及人工智能辅助分析等跨学科方法[4] - 这种多学科交叉融合的研究范式可为开发兼具高疲劳抗性与低成本优势的金属材料提供新途径[4] - 多学科交叉融合的研究范式更可能推动极端环境用材设计理念的革新[4]