基本概况

　　实验室在著名科学家钱学森先生亲自关怀下于2001年12月30日正式批准成立。凝聚中国科学技术大学有关学科的力量，实验室面向国家安全和经济建设的重大需求，以材料细观层次的结构为切入点，开展材料力学行为与设计的前瞻性和基础性多学科交叉研究，为新型材料的应用与开发奠定理论基础。

总体目标

　　实验室以按预定力学行为设计材料为长远目标，突破传统的材料开发模式，建立较为完善的材料设计理论和方法，有力推进相关学科的发展，建设具有国际水平和持续创新能力的材料力学行为设计研究和人才培养基地。

学术方向

　　实验室不断探索和发展材料测试、模拟和制备的新理论、新方法和新技术，力图在深入揭示材料细观结构与宏观性能定量关系的基础上，实现材料细观结构的调控与宏观力学行为的最优设计。目前的研究紧密围绕以下六个方向： 
　　(1)材料力学实验技术
　　发展先进的实验观测手段、研究材料微观、细观和宏观尺度力学行为的机理，揭示材料微、细观层次结构与宏观力学行为的定量关系。材料内部和表面细观结构演化的在位观测；高温、高应变率等超常条件下材料宏观力学行为的测试。
　　(2)材料力学多尺度理论和模拟
　　发展基于物理机制的多尺度理论模型、数值模拟方法，研究不同条件下材料细观组织结构的演化规律，实现特定组织结构的可调控生长；材料微观变形和破坏的原子模拟；宏细观结合的材料力学行为模型等。现阶段主要研究内容包括：多场耦合条件下材料细观结构的演化理论和数值模拟方法；结构演化路径的追踪、控制和亚稳态结构的选择。
　　(3)微纳构造材料力学与设计
　　优化设计具有特定构造的超材料，实现轻质、高强和高韧等优异力学特性；研究生物材料的构造特点和强韧化机理，建立理论和数值模型，设计制备高性能仿生材料；基于不同尺度的三维打印技术，制备微纳构造材料，开展力学性能的测试和表征。
　　(4)智能材料和结构控制
　　针对特定应用目标，基于理论指导设计性能优越的新型材料。现阶段主要研究内容包括：面向减振降噪技术的流变智能阻尼材料；面向抗撞击结构的多功能泡沫金属材料；面向近空间飞行器结构的耐高温、抗氧化复合材料等。
　　(5)生物力学与仿生材料设计
　　研究细胞黏附、迁移、分裂、硬度感知等基本力学生物学过程；探索亚细胞结构的力学特性和力学调控；研究胚胎发育和组织形貌发生等力学-化学-生物学耦合问题；开发新型生物材料；发展生物3D打印技术。
　　(6)材料冲击动力学行为与设计
　　材料的冲击动力学性能和破坏机理；结构的冲击动力学响应和失效机理；高速穿甲与毁伤机理；材料动力学与本构方程；轻质材料与结构；冲击动力学与其它学科交叉问题；安全和控制技术等。研究材料和结构在极端条件下（爆炸、冲击、高温、高压、激光等）的力学行为，将先进的力学方法和最新的研究成果应用于解决重大工程问题。