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多数金属材料是由分子有序排列的晶粒构成的，在很多情况下，这些金属材料内部的晶粒非常细小，构成大块金属材料的并不是一个单个的晶粒。一般希望金属或合金中的晶粒尽可能的小，以便获得良好的性能，可是当受到热或应力时，这样的材料通常是不稳定的，晶粒有合并和长大的趋势。在美国陆军研究办公室的资助下，麻省理工学院材料科学与工程系的研究人员开展工作寻找稳定的纳米晶体材料，这些材料在受热时仍具有很高的强度，这些材料有望被用于制造高强度结构材料，以及其他一些领域。