微纳尺度材料行为研究中心（Center for Advancing Materials Performance from the Nanoscale，简称 CAMP-Nano），是专注于微纳尺度材料领域研究的高水平平台。中心以材料科学与工程一级国家重点学科和金属材料强度全国重点实验室为依托，于 2009 年在时任院长孙军院士的支持下，由单智伟教授携手国际著名材料学者、美国材料研究学会与物理学会会士马恩教授等专家共同组建而成。
一、研究方向
中心以微纳尺度材料的结构与性能为主要研究方向，以原位、定量、动态测试技术为主要工具，辅助以计算机模拟和理论计算，致力于构筑微纳尺度材料的知识理论体系，为规模化工业化应用奠定坚实的理论根基和方法论指导。其主干研究方向包括：
典型金属材料变形与损伤机制及多场环境影响；
材料微纳结构多场演变的原位表征技术及应用；
高品质金属材料研制及应用（镁、钛、锆、高温合金、多组元合金等）；
先进能源材料、芯片材料的研制及服役评价。
同时，团队紧密围绕国家对高性能、长寿命金属材料的重大需求，聚焦 “金属材料变形与损伤的微观起源及其演化机理” 这一国际前沿课题，深入开展高品质金属材料的研制及应用研究，并建有涵盖材料制备、加工、分析检测全链条的国际一流研究平台。
二、实验平台
中心建有国内领先的材料原位性能研究平台，装备有总价值近八千万的大型仪器实验设备，包括世界唯一配有定量纳米力热耦合测试系统的300kV环境透射电镜（H-9500）、亚洲首台TI950多场耦合纳米力学测试系统、可在原子尺度原位观察材料力热气行为的环境球差校正透射电镜（Hitachi HF5000）、具有力电耦合测试系统的场发射透射电镜（JEOL 2100F）等多台重大设备。配备了专业的实验技术队伍，现有实验技术人员9人（其中博士学位3人，在职博士3人，硕士学位3人），负责管理40万以上实验设备7台套，总价值约8133万。年均完成设备服务机时15000余小时，设备测试服务收入150余万。
三、科研成果
自成立以来，中心成果丰硕。团队发表高水平论文 470余篇，包括 Nature（2篇）、Science（6篇）、Nature Materials（4 篇）、Nature Communications（18篇）等；累计承担项目 240 余项，其中超百万元项目 40 余项，总计经费近亿元；授权发明专利近190项，转让 17 件，建成全国首条年产千吨级 3N5A 级高品质镁生产示范线，产生显著社会和经济效益。
在奖项方面，团队牵头获 2023 年国家自然科学二等奖、2022 年陕西省自然科学一等奖、2017 年陕西省科学技术一等奖、国际镁学会最佳创新工艺奖（2022）和年度人物奖（2021）、中国材料研究学会技术发明一等奖（2023）等，入选首批 “全国高校黄大年式教师团队”、教育部首批 “全国高校党建工作样板支部”。
四、团队构成
中心团队秉持老中青相结合、中外相结合、理论和实践相结合的原则。在学术带头人的领导下，建设有15人的科研教师团队，其中国家级领军人才2 人，国家级青年人才 7 人，德国洪堡学者 1 人，邀请多名海外院士到访并担任客座教授，开展长期合作。
中心在各重点研究方向均布局核心骨干青年教师（均为国家级青年人才），系统开展科学研究、成果转化、人才培养等工作。中心与世界著名的纳米力学设备制造商Hysitron公司合作成立“Hysitron中国应用研究中心”，与三大著名电镜生产商之一日立高科技公司成立“西安交通大学-日立研究发展中心”。2015 年创建 “陕西省镁基新材料工程研究中心”。2022年成立“西安交大-府谷县共建陕西省镁基新材料工程研究中心”和“西安交通大学—西北有色金属研究院—日立联合研发中心”。2023年成立陕西省镁基新材料中试基地（科技厅）、西安交通大学本科生校外实践教育基地、金属镁实验实训基地。中心融合高校、企业和研究院所的高级人才，推进政产学研用金合作，打造了一支理论实践结合紧密、成果应用转化高效、研发需求无缝衔接的面向工程应用的高素质团队。
中心持续强化国际合作，已连续主办15届 “International Workshop on Materials Behaviors at Micro- and Nano- scale（微纳尺度材料性能国际研讨会）”，产生广泛的国际影响力。还邀请多名美国院士（S. Suresh、R. Ritchie、W. Morris、G. Pharr）到访并担任荣誉教授，并开展长期合作，且与国际著名高科技公司 Hitachi、Brooker-Hysitron 等共同成立了它们在中国的第一家联合研发中心。
五、科研创新
团队关注国家需求，注重产学研结合，在注重基础研究的同时，积极推动产业化发展，近五年来科研创新成果丰硕。
在技术研发上，通过创新研究方法，开发了一系列具有自主知识产权的国际领先的原位定量表征测试技术，在电镜里建立力学测试实验室，在超高分辨率下开展稳定精确的力、热、气、电等多场耦合定量测试，开发了基于同步辐射的高通量测试方法和装置及相关软件，实现了对金属材料变形与损伤的精准定量观测。
应用上述研究手段，团队研究并阐明了典型金属材料、非晶金属材料变形与损伤的微观起源及其演化机理，系统揭示了温度、气氛、辐照、腐蚀等多场环境的影响机制，为金属结构材料研发提供了新的理论依据和方法论指导，代表性成果发表于Nature , Science , Nature Materials , Nano Letters 等顶级期刊，并获得多项奖项。
基于坚实的基础研究，团队面向国家重大需求，依托地方产业特色，开展高品质金属结构材料的研发和应用。针对我国原镁纯度低、杂质含量高且波动范围大的问题，提出了基于 “气态原子选择性分离” 的金属纯化新思路和新技术，实现了高品质原镁的低成本、规模化制备。相关成果实现专利转让 17 项，支撑孵化 3 家高技术公司，建成全国首条年产千吨级 3N5A 级高品质镁生产示范线，现已实现万吨级年产能，取得显著的社会和经济效益。
此外，团队还跨单位开展产学研协作创新。与府谷县政府合作共建陕西省镁基新材料工程研究中心、西安交通大学本科生校外实践教育基地、府谷县金属镁实验实训基地等产学研基地（全国唯一的金属镁人才专业培训基地，也是职教融合示范工程）；与陕汽集团合作开展镁合金轻量化挂车研发，获批秦创源 “科学家 + 工程师” 队伍建设项目；与西北有色院、日立公司共建联合实验室，支撑团队科研项目，积极面向社会开放共享，提供高质量的分析测试服务。
六、教育教学
团队教师率先垂范，在承担繁重科研任务的同时，认真履行教育教学职责。为本科生、研究生开设了《材料性能》《材料研究方法》《材料性能与测试技术实验》《现代材料分析技术》《材料热力学》等课程，还设有英文授课课程《Theory of Defects in Materials》和《Frontiers of Materials Science》，让学生接触最前沿的科研问题，了解最新科研成果。
团队教师的真诚付出取得了丰硕的教育教学成果：获 2023 年、2025年“国家一流本科课程”，2018 年国家教学成果二等奖、2018 年陕西省高等教育成果奖、2017 年西安交通大学第十届教学成果特等奖；指导 2 名毕业生获 2022 年陕西省优秀毕业生、2名博士毕业生获陕西省优秀博士学位论文、3名博士毕业生获西安交通大学优秀博士学位论文、3 名硕士毕业生获西安交通大学优秀硕士学位论文；共指导 13 名学生获得国家奖学金。
团队以培养 “基础扎实、素质全面、具备独立科研与创新能力的国际通用人才” 为目标，已培养优秀毕业生逾百人，其中超 80% 毕业生在读期间获得海外交流机会，超 20% 毕业生赴国际顶尖学府深造，就业前景广阔。
