2023年11月22日，中国科学院和中国工程院公布2023年院士增选当选名单。
       上海交通大学李政道研究所副所长、讲席教授、凝聚态物理研究部主任丁洪当选中国科学院院士；上海交通大学材料科学与工程学院讲席教授、金属基复合材料国家重点实验室主任张荻当选中国科学院院士；上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院教授谭家华当选中国工程院院士；上海交通大学医学院附属仁济医院院长、上海器官移植与免疫工程技术研究中心主任夏强当选中国工程院院士。
        张荻，男，1957年3月出生于陕西西安，籍贯山东惠民，汉族，中国共产党党员。现任上海交通大学讲席教授、金属基复合材料国家重点实验室主任。1982年本科毕业于西安交通大学机械系，1985、1988年分别获日本大阪大学材料学硕士、博士学位，1988年迄今在上海交通大学任教。2001年入选教育部“长江学者奖励计划”特聘教授。长期从事金属基及构型化复合材料应用基础研究，在复合设计制备、形变加工、构效关系及构型化调控等方面做出了系统的创新性研究成果。在国内外学术期刊上发表SCI收录论文600余篇，SCI他引23000余次，出版中、英文学术专著3本。主持承担了国家863计划、973计划、国家重点研发计划、国家自然科学基金重大等项目，授权中国发明专利90余项，制定金属基复合材料国家标准3项。基础研究指导和支撑应用研究，为我国多个重大工程创制了一系列的轻质高强金属基复合材料，成功应用于我国航天等高科技领域。获国家自然科学奖二等奖2项（均为第一完成人）、省部级一等奖4项（2项排1）。
2023年当选中国科学院院士。

报  告  人：张   荻 教授
报告题目：金属材料的构型化复合
时       间：2021年1月21日（星期四）下午2:00
地       点：国家纳米科学中心 南楼二层会议室
邀  请  人：张   忠 研究员


报告简介：
轻质高强金属基复合材料是高科技领域的关键战略材料之一。通过解决了复合设计与制备、界面及形变调控、复合构效关系的关键科学与技术难题，突破了若干“卡脖子”核心关键瓶颈，打破国际封锁，实现在嫦娥系列、月球车、北斗等40余种航天型号上的应用突破。针对金属基复合材料高强低韧失配难题，提出了微纳构型复合强韧化的学术思想，创制出微纳砖砌复合构型的高强韧金属基复合材料，并在航天领域得到了应用验证。为进一步深化构型化复合研究，巧借生物构型多样性及其独特结构效应，提出了“遗态复合材料”的新概念，建立了秉承自然精细构型的新型复合材料构筑方法，创制了一系列具有生物精细构型的新材料，发现了构型与组分耦合的新现象，揭示了构效机制，为构型化复合研究提供了新方法。


报告人简介：
张荻，上海交通大学讲席教授，金属基复合材料国家重点实验室主任， 教育部“长江学者”，国家973、重点研发计划首席科学家。1982年毕业于西安交通大学机械系，1985、1988年分别获日本大阪大学材料学硕士、博士学位，1988年迄今在上海交通大学任教。一直从事金属基及构型化复合材料基础应用研究。在国内外期刊上发表SCI收录论文500余篇，SCI他引1.3万余次，H因子68，出版中英文学术专著3本，授权中国发明专利90余项，制定国家标准3项。获国家自然科学奖二等奖2项（第一完成人），省部级自然及进步一等奖3项。指导研究生获2篇全国优博士论文，9篇上海市优博论文。

生物分级构型磁性复合材料制备及磁光效应研究
批准号        51971133       
学科分类        金属智能和仿生材料 ( E010502 )
项目负责人        张荻       
依托单位        上海交通大学
资助金额        60.00万元       
项目类别        面上项目       
研究期限        2020 年 01 月 01 日 至2023 年 12 月 31 日

人们迫切需要高效率的导体，因为它们能在广泛的应用中带来更高的工作性能和更少的能源消耗。然而，传统导体的导电性能的改善是有限的，如金属的提纯和单晶生长。这里，通过在金属(铜、铝、银)中嵌入石墨烯，克服了石墨烯中载流子迁移率与载流子密度之间的权衡，通过精细的界面设计和形态控制，同时实现高的电子迁移率与高的电子密度。因此，在这种嵌有石墨烯的材料中，最高导电率比记录的最高导电率高出三个数量级(Cu高出3000多倍)。使用石墨烯作为增强材料，在极低体积石墨烯含量(体积分数仅为0.008%)的石墨烯/Cu复合材料中，其电导率高达国际退火铜标准的117%，明显高于Ag的电导率。该研究结果对于提高金属在电气和电子中的应用效率和节能具有重要意义，并且对于石墨烯中电子行为的基础研究也具有重要意义。
相关研究成果于2019年由上海交通大学张荻课题组，发表在Adv. Funct. Mater. (https://doi.org/10.1002/adfm.201806792)上。原文：Ultrahigh Electrical Conductivity of Graphene Embedded in Metals。

复合所张荻、欧阳求保教授团队助力“海洋一号C”卫星成功发射

2018年9月7日11时15分，我国在太原卫星发射中心用长征二号丙运载火箭，成功将“海洋一号C”卫星发射升空，卫星进入预定轨道。
“海洋一号C”星是我国第三颗海洋水色系列卫星，是我国民用空间基础设施规划的首颗海洋业务卫星。将为全球大洋水色水温业务化监测，为我国近海海域与海岛、海岸带资源环境调查、海洋防灾减灾、海洋资源可持续利用、海洋生态预警与环境保护提供数据服务，也可为气象、农业、水利等行业应用提供支持。
此次“海洋一号C”星上，上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室张荻教授、欧阳求保教授团队研发的轻质高性能铝基复合材料得到成功应用，研制的四种关键构件30余件应用于卫星上。
近三十年来，该团队一直致力于高性能铝基复合材料的研究与开发，并已经应用于我国航天领域多个型号。此次应用的轻质高性能铝基复合材料，其刚度比原来提高了60%，尺寸稳定性大幅提高。采用这种高性能铝基复合材料制成的光学底板、安装底板、侧支撑等四种关键构件30余件，成功应用在了“海洋一号C”星的五大载荷之一“紫外成像仪”上，解决了高精密仪器的关键机构在应力场、温度场下变形的难题，有效地保证了高精密仪器的精度和稳定运行，并实现了载荷的轻量化。
据悉，计划明年发射的“海洋一号D”卫星，继续使用该团队提供的高性能材料构件，目前已提供正样，后续将持续供件。“海洋一号C”卫星将与“海洋一号D”卫星组建我国首个海洋民用业务卫星星座，实现高精度、高时效、大幅宽观测。

张荻 -材料的复合化与仿生构型研究

二维（2D）材料由于其独特的电学、力学和光学性能受到各国研究学者的极大关注。2011年，美国德雷塞尔大学的研究者采用了一种选择性刻蚀块体材料的方法制备出了一类新型二维材料：MXene。该方法通过刻蚀MAX相材料（一种三元层状结构材料）中的A原子层从而获得过渡金属碳/氮化物二维材料。 MXene的一般通式为Mn+1XnTx，其中M是过渡金属，X是碳（C）、氮（N）或者碳氮（CN），n=1, 2, 3，T则代表表面端基，如-O，-OH，或-F等。目前MXene在超级电容器，锂离子/钠离子电池、电磁屏蔽、污水净化、电催化等领域都展现出卓越的应用前景。

然而目前MXene的合成方法一般采用高浓度的HF或者氟化物与强酸的混合物来刻蚀MAX相中的A原子层，这样得到的MXene带有大量的F端基。一方面HF十分危险并且F端基会降低材料的电化学性能，更重要的是MAX相中A原子大多数为酸性元素而HF相关的方法仅适用于刻蚀含有碱性和两性元素的MAX相。基于以上的情况，迫切需要一种无氟并且可以刻蚀酸性元素的合成方法来制备新的MXene。

近日，上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室张荻教授和顾佳俊教授课题组报道了一种利用水热法碱刻蚀合成无氟高纯MXene材料——Ti3C2Tx（T= -OH, -O）的方法。在理论上，虽然普遍认为碱可以刻蚀Ti3AlC2中的Al元素，但现有的报道中还无法仅用碱来实现高纯度Ti3C2Tx的制备，其主要动力学阻碍来自于反应中产生的Al的氧化物和氢氧化物。启迪于铝工业中的Bayer法，最终研究者实现了利用NaOH刻蚀Ti3AlC2中的Al元素。该制备过程全程未使用含氟试剂并且得到的产物纯度高达92 w%（27.5M NaOH，270℃水热处理）。由于产物不含F端基， 制备的Ti3C2Tx薄膜电极（厚度为52 μm，密度为1.63g·cm-3）在1M H2SO4，扫描速度2mVs-1条件下的质量比电容和体积比电容高达314 F·g-1、511 F·cm-3，相对于HF制备的多层Ti3C2Tx质量比电容提高了214%。此外该方法还可用于通过刻蚀含有酸性A元素的MAX相来制备新型MXene材料。该成果以“Fluorine-Free Synthesis of High-Purity Ti3C2Tx (T= -OH, -O) via Alkali Treatment”为题发表在Angew. Chem. Int. Ed.上。该工作的共同第一作者为上海交通大学材料学院的博士研究生李腾飞和硕士研究生姚露露。

强度与塑（韧）性倒置关系是人造结构材料的突出矛盾，成为制约高强金属应用的主要因素。反观自然，通过对简单组分的精细结构调控，自然界结构材料如珍珠母，骨头等依托独特的“砖砌式叠层构型”，实现了强度与韧性实现了完美匹配。这阐明可以利用结构调控的方式，改善强度与韧性的本征倒置关系。启迪于自然，我们可以将这种具有强韧性能潜力的精细生物结构引入到金属基复合材料体系中。通过仿造自然结构材料珍珠母等存在的“砖砌式叠层构型”实现金属基复合材料中强度与韧性的和谐统一。

    金属基复合材料国家重点实验室张荻教授研究组利用创新性的粉末自组装工艺制备了具有仿生叠层结构的石墨烯增强铝基复合材料块体。依托于仿生构型，复合材料不仅充分发挥了石墨烯增强效果，获得了高强度高模量的力学性能，而且首次实现了强度与韧性的同步提升。研究中利用原位TEM，SEM等手段详细阐述了石墨烯/铝复合界面对铝基体中位错运动行为的影响（本征韧化）以及仿生构型的跨尺度、协同增强机制（外在韧化），详细地揭示了仿生构型的强韧化机制。该工作为具有高强高韧力学性能的金属基复合材料提供研究思路与制备途径。相关成果发表在《Nano Letters》上（Nano Letters,15,8077-8083,2015）。

  在影响金属基复合材料性能的诸多因素中，界面起着“桥梁”作用，是载荷传递的“纽带”，而实现对界面结合强度的准确测定，将会为金属基复合材料的优化设计和理论建模提供定量的数据参考。然而，对于实际的颗粒增强金属基复合材料，由于颗粒形貌的不规则性和其界面结构的复杂性，国际上长期以来缺乏用来评价其界面结合强度的有效方法，现有的界面结合强度数据多来源于特定假设和简化模型下对宏观力学性能数据的拟合，使得建模拟实和实验脱节。

    启迪于微纳力学研究，金属基复合材料国家重点实验室张荻教授研究组，创新性地利用聚焦离子束在SiC/Al复合材料上制备出了含有单一的复合界面的微柱试样，进而使用配备平头压头的纳米压痕仪对复合微柱进行等应变速率的单轴压缩。从压缩应力-应变曲线及其形变前后的微结构形貌，在国际上首次成功定量测得颗粒增强金属基复合材料的界面剪切强度（133±26 MPa）。而且，研究发现在形变后的Al基体中出现了晶粒细化现象，其原因可归结为由于倾斜界面引入而导致的不均匀形变。相关成果发表在金属材料领域一流期刊《Scripta Materialia》（Scripta Materialia, 2016, 114: 56–59），并得到杂志编辑、荷兰格罗宁根大学Jeff Th.M. De Hosson教授的高度评价：“（作者）使用微柱测试研究金属基复合材料界面强度是一个新颖的想法，并得到很好的实现（…using micro-pillar testing to measure the interfacial strength of an MMC is a novel idea and the authors have executed this well…）”。