據(jù)“安徽師范大學(xué)”消息，近日，安徽師范大學(xué)校長熊宇杰教授團(tuán)隊聯(lián)合中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)相關(guān)科研人員，在溫和條件下利用激光輻照激發(fā)等離激元光熱與熱電子效應(yīng)，成功創(chuàng)制出亞納米尺度的高熵合金。該研究成果已發(fā)表于國際權(quán)威期刊《自然·材料》。

將五種或更多不同金屬“融合”為結(jié)構(gòu)均勻的高熵合金，一直以來是極具挑戰(zhàn)的科學(xué)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(tǒng)高熵合金合成依賴高溫環(huán)境，對金屬種類限制較多，且產(chǎn)物尺寸通常較大。熊宇杰形象地比喻：“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?！?/p>

研究團(tuán)隊創(chuàng)新采用激光輻照技術(shù)，在溫和條件下實(shí)現(xiàn)了多種金屬的均勻混合，成功制備出亞納米級高熵合金顆粒。納秒脈沖激光可在極短時間內(nèi)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(tǒng)合成方法的局限，更實(shí)現(xiàn)了對合金顆粒尺寸的亞納米級控制。

高熵合金因其獨(dú)特結(jié)構(gòu)與性能，被視為新能源領(lǐng)域極具潛力的理想催化劑材料。熊宇杰解釋說：“高熵合金就像一個團(tuán)隊，每種金屬元素就像團(tuán)隊中的成員，各有所長。在執(zhí)行任務(wù)時，每個人做自己最擅長的事；而且在一起還可以做各自做不了的事，整個團(tuán)隊的效率自然大大提高。”

研究團(tuán)隊制備的由金、鉑、釕、銠、銥五種金屬組成的亞納米高熵合金，在電解水產(chǎn)氫反應(yīng)中表現(xiàn)出卓越的催化活性和穩(wěn)定性。在質(zhì)子交換膜電解槽中，其性能顯著優(yōu)于目前商用的鉑碳催化劑與二氧化釕催化劑。

這項激光合成新方法極大拓展了高熵合金的材料體系與應(yīng)用范圍，有望推動其在能源、催化等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用，為新材料研發(fā)提供全新路徑。