多材料增材制造突破核聚变材料瓶颈

英国原子能机构（UKAEA）作为政府资助的研究组织，始终对开发用于核聚变领域的金属增材制造材料抱有浓厚兴趣，此前已在伯明翰大学主导开展了多个阶段的FATHOM（通过热等静压与增材制造技术加工钨）项目。

在最新一项研究中，UKAEA与诺丁汉大学增材制造中心（CfAM）研究人员牵头主导的项目达成合作，共同探索利用粉末床熔融技术将钨与铜结合，制造适用于核聚变反应堆的超材料。超材料是指通过精心设计，使其性能超越组成材料本身特性总和的新型功能物质。

这项名为DIADEM（面向增材工程材料的界面设计）项目的研究团队，将利用多材料激光粉末床熔融技术，尝试探索钨与铜的创新结合方式，以制备能够承受极端热流、高中子载荷与强磁场等严苛工况的超材料。除英国原子能机构外，该项目还获得了Rolls-Royce等私营企业的支持。

尽管英国在2010年代的3D打印浪潮中一度落后于美国等竞争对手，但这个岛国在2020年代正稳步收复失地。除政府增加资金投入外，英国还吸引了Conflux Technology等关键新兴企业的投资——该公司去年在此设立了商业中心。

尤其值得注意的是，英国近期的增材制造布局始终围绕战略性目标应用与先进材料开发展开。例如在2024年，伍尔弗汉普顿大学宣布与EOS及AMCM合作建立“英国增材制造卓越中心”，该中心将特别聚焦铜材料技术研发。

在英国原子能机构（UKAEA）与DIADEM项目合作研究核聚变用增材制造超材料的新闻稿中，UKAEA聚变技术研究组合经理Allan Harte表示：核聚变有望成为未来世界能源供给中安全、低碳、可持续的组成部分，英国正面临成为全球聚变技术出口国的重大机遇。然而实现聚变意味着需要攻克诸多复杂挑战。本项目通过运用增材制造技术来协助制造关键聚变部件，是UKAEA推动聚变能源迈向商业化现实持续努力的重要一环。

CfAM中心主任Richard Hague指出：连接两种异质金属一直是聚变领域的核心难题，而实现双金属融合能力对该领域的发展至关重要。将这项尖端多材料增材制造技术应用于聚变能源仅是开端——未来DIADEM项目成果将惠及所有需要高性能多金属部件的领域，包括航空航天、国防和医疗保健。通过掌握多金属增材制造技术，正在为新一代工程材料开启大门。

核聚变是科研工作者永不放弃的科学梦想，而中国近期宣布突破“格林沃尔德极限”的成果，必将为这场聚变竞赛注入更强的动力。即使核聚变能源最终未能实现规模化商业应用，但围绕该目标所激发的基础研究，其衍生成果本身就具有不可估量的价值。