突破技術瓶頸！我國成功創製出亞納米級高熵合金

快科技10月20日消息，據媒體報道，安徽師範大學校長熊宇傑教授團隊聯合中國科學技術大學相關科研人員，在溫和條件下利用雷射輻照激發等離激元光熱與熱電子效應，成功創製出亞納米尺度的高熵合金。該研究成果已發表於國際權威期刊《自然·材料》。

將五種或更多不同金屬「融合」為結構均勻的高熵合金，一直以來是極具挑戰的科學難題，尤其在將其尺寸控制在亞納米級別時難度更為顯著。傳統高熵合金合成依賴高溫環境，對金屬種類限制較多，且產物尺寸通常較大。熊宇傑形象地比喻：「這就像把多個性格迥異的人聚在一起，還要讓他們和諧共處。」

研究團隊創新採用雷射輻照技術，在溫和條件下實現了多種金屬的均勻混合，成功製備出亞納米級高熵合金顆粒。納秒脈衝雷射可在極短時間內將顆粒表面溫度迅速提升至2000攝氏度以上，再以每秒超過十億度的速率冷卻。這一「快熱快冷」過程不僅突破了傳統合成方法的局限，更實現了對合金顆粒尺寸的亞納米級控制。

高熵合金因其獨特結構與性能，被視為新能源領域極具潛力的理想催化劑材料。「高熵合金如同一個高效團隊，每種金屬各司其職，既發揮自身優勢，又能協同完成單一材料難以實現的任務，」熊宇傑表示。

研究團隊製備的由金、鉑、釕、銠、銥五種金屬組成的亞納米高熵合金，在電解水產氫反應中表現出卓越的催化活性和穩定性。在質子交換膜電解槽中，其性能顯著優於目前商用的鉑碳催化劑與二氧化釕催化劑。

這項雷射合成新方法極大拓展了高熵合金的材料體系與應用範圍，有望推動其在能源、催化等領域的實際應用，為新材料研發提供全新路徑。