L'estesa lega rende lo sviluppo del materiale più dipendente dalle scarse risorse. Anche i materiali legati con composizioni complicate sono difficili da sintetizzare e riciclare. Con una maggiore lega, i costi dei materiali continuano a salire a spirale mentre i miglioramenti delle proprietà si stabilizzano. Per queste ragioni, la sostenibilità dei materiali, soprattutto metalli, ha recentemente guadagnato sempre più attenzione.

In uno studio pubblicato su Scienza , Prof. Li Xiuyan e Prof. Lu Ke del Laboratorio Nazionale di Scienza dei Materiali di Shenyang (SYNL), L'Istituto di ricerca sui metalli dell'Accademia cinese delle scienze propone di migliorare le proprietà dei materiali mediante la pianificazione, un metodo per adattare interfacce stabili tra i grani a diverse scale di lunghezza utilizzando meno o nessun elemento di lega.

La semplificazione farebbe avanzare la sostenibilità dei materiali riducendo il costo dei materiali, aumentare l'indipendenza dalle risorse e migliorare la riciclabilità dei materiali.

Sebbene il principio di querela alla base sia valido, affronta sfide dovute all'instabilità intrinseca delle microstrutture su scala nanometrica in cui le variazioni di proprietà sono drammaticamente aumentate.

Studi precedenti del Prof. Li Xiuyan e del Prof. Lu Ke, pubblicati rispettivamente in Scienza nel 2018 e Fis. Rev. Lett . nel 2019, ha rivelato che i grani di dimensioni nanometriche in rame puro e nichel prodotti dalla deformazione plastica mostrano una notevole stabilità termica e meccanica contro l'ingrossamento al di sotto di una dimensione del grano critica, grazie a un rilassamento autonomo del bordo grano a stati a bassa energia che sopprime la nucleazione di dislocazione. Tale stabilizzazione rafforza i metalli in un modo diverso da come le leghe resistono allo scorrimento per dislocazione.

Questa scoperta offre nuove possibilità per lo sviluppo di metalli e leghe nanostrutturati stabili con nuove proprietà, che è alla base della strategia di denuncia.

Come capo scienziato, Il prof. Li Xiuyan guida il progetto chiave di ricerca e sviluppo su "Pianificazione di materiali con interfacce a bassa energia, " che è stato sostenuto finanziariamente dal Ministero della Scienza e della Tecnologia (MOST) dal 2018.