突破技术瓶颈！我国成功研发出亚纳米级高熵合金

据“安徽师范大学”消息，近日，安徽师范大学校长熊宇杰教授团队联合中国科学技术大学相关科研人员，在温和条件下利用激光辐照激发等离激元光热与热电子效应，成功创制出亚纳米尺度的高熵合金。该研究成果已发表于国际权威期刊《自然·材料》。

将五种或更多不同金属“融合”为结构均匀的高熵合金，一直以来是极具挑战的科学难题，尤其在将其尺寸控制在亚纳米级别时难度更为显著。传统高熵合金合成依赖高温环境，对金属种类限制较多，且产物尺寸通常较大。熊宇杰形象地比喻：“这就像把多个性格迥异的人聚在一起，还要让他们和谐共处。”

研究团队创新采用激光辐照技术，在温和条件下实现了多种金属的均匀混合，成功制备出亚纳米级高熵合金颗粒。纳秒脉冲激光可在极短时间内将颗粒表面温度迅速提升至2000摄氏度以上，再以每秒超过十亿度的速率冷却。这一“快热快冷”过程不仅突破了传统合成方法的局限，更实现了对合金颗粒尺寸的亚纳米级控制。

高熵合金因其独特结构与性能，被视为新能源领域极具潜力的理想催化剂材料。熊宇杰解释说：“高熵合金就像一个团队，每种金属元素就像团队中的成员，各有所长。在执行任务时，每个人做自己最擅长的事；而且在一起还可以做各自做不了的事，整个团队的效率自然大大提高。”

研究团队制备的由金、铂、钌、铑、铱五种金属组成的亚纳米高熵合金，在电解水产氢反应中表现出卓越的催化活性和稳定性。在质子交换膜电解槽中，其性能显著优于目前商用的铂碳催化剂与二氧化钌催化剂。

这项激光合成新方法极大拓展了高熵合金的材料体系与应用范围，有望推动其在能源、催化等领域的实际应用，为新材料研发提供全新路径。