隨著表面技術(shù)的發(fā)展和市場需求的增加，薄膜材料正在從傳統(tǒng)的金屬碳氮化物以及碳膜走向更加豐富的材料種類，材料設(shè)計(jì)也逐步與薄膜工藝相結(jié)合，薄膜精細(xì)設(shè)計(jì)與制備的新時(shí)代已經(jīng)到來。為此本刊邀請了大連交通大學(xué)董闖教授和大連理工大學(xué)李曉娜副教授作為聯(lián)合主編，編輯了薄膜材料成分設(shè)計(jì)專題，突出展示該課題組發(fā)展的基于團(tuán)簇式的薄膜成分設(shè)計(jì)理論。

金屬和無機(jī)材料中，化學(xué)鍵在空間呈連續(xù)分布，不存在弱的分子鍵，因此沒有傳統(tǒng)意義上的分子作為成分載體，這構(gòu)成材料成分設(shè)計(jì)的核心難點(diǎn)。而根據(jù)團(tuán)簇式理論，材料的成分載體為化學(xué)近程序結(jié)構(gòu)單元，具有類似于分子的電中性和平均原子密度的特性，且該單元僅覆蓋第一近鄰配位多面體團(tuán)簇以及若干次近鄰連接原子，可用“團(tuán)簇加連接原子”的團(tuán)簇式描述。

團(tuán)簇式方法實(shí)現(xiàn)了從原子到組織設(shè)計(jì)的跨越，已經(jīng)實(shí)用于不銹鋼、銅合金、鈦合金、高熵合金、金屬玻璃、多元陶瓷等各種材料的成分優(yōu)化。本專題收集的九篇論文聚焦于團(tuán)簇式設(shè)計(jì)方法在薄膜材料成分設(shè)計(jì)上的應(yīng)用，涵蓋的領(lǐng)域包括燃料電池雙極板涂層、高穩(wěn)定性導(dǎo)電銅合金薄膜、非晶及準(zhǔn)晶合金以及氧化物透明導(dǎo)電膜等。

本期專題為研究人員提供了薄膜材料成分設(shè)計(jì)的實(shí)用方法，應(yīng)用實(shí)例可作為相關(guān)行業(yè)的參考。