近日，重庆交通大学山区桥梁及隧道工程国家重点实验室在金属疲劳研究领域取得重大原创性突破。实验室张奔牛教授团队在知名期刊《Nature Communications》上发表了题为“High-accuracy fatigue life prediction and early fracture warning for ferromagnetic metals via spin correlation amplification”的研究论文，成果原创构建了从微观损伤机理到宏观寿命预警的全链条疲劳评估体系，为破解该领域百余年来宏微观研究脱节的核心瓶颈，提供了全新科学与技术解决方案。

金属疲劳是威胁全球重大工程安全的“世纪顽疾”，长期困扰桥梁、隧道、轨道交通等关键基础设施安全运行。针对这一瓶颈，张奔牛教授团队坚持面向国家重大战略需求，跳出传统唯象研究框架，回归金属疲劳量子力学本源，实现两大原创性核心突破：一是首次揭示铁磁材料疲劳“力—磁同源量子耦合机制”，建立力学损伤与磁学信号的本源关联，拓展量子传感理论应用边界；二是创新提出“自旋关联放大机制”，彻底打通微观损伤到宏观测量的全链条传导通路，弥合宏微观测量鸿沟。

经严格验证，该成果仅用10%早期加载数据，即可实现R²>0.9的超高精度疲劳寿命预测，并能在断裂前实现可靠预警。技术成果具有无损、实时、高效、经济等突出优势，可直接应用于重大交通基础设施全生命周期安全管控，为工程安全提供了全新的中国方案。

此次成果的取得，是我校坚持“四个面向”、强化有组织科研、提升原始创新能力的生动体现，充分彰显了山区桥隧国重实验室在基础研究与技术转化方面的卓越实力。

张奔牛，国家科技进步奖评审专家，中国振动工程学会结构抗振与监测专委会学术委员，中国青年科技工作者协会会员，重庆市人工智能学会理事。获国家科技进步二等奖、重庆市技术发明奖、重庆市科技进步奖等国家、省部级奖项10余项；获交通运输部交通科技英才、教育部霍英东青年教师奖、重庆市五四青年奖章提名奖等个人荣誉。主持国家自然科学基金、交通运输部西部建设重大项目、重庆市科技攻关项目等30余项。以第一/通讯作者在《Nature Communications》等期刊发表论文60余篇。作为重庆市创新团队“大型结构全寿命监测关键技术”带头人，围绕桥梁、交通、信息交叉研究获得国家专利授权30余项。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-70290-w