科技日报记者 洪敬谱 通讯员 田超
10月19日，记者从安徽师范大学获悉，该校校长熊宇杰教授联合中国科学技术大学相关科研团队，在温和条件下利用激光辐照所激发的等离激元光热效应和热电子效应，成功创制出亚纳米级高熵合金，这一方法具备广泛普适性，可制备包含多达十种金属元素的高熵合金。相关研究成果发表在国际期刊《自然·材料》上。
将5种甚至更多不同种类的金属“融合”成一种结构均匀的新型合金，即“高熵合金”，一直以来都是极具挑战的科学难题。如果还要把它们做到亚纳米级别尺度（尺寸极小），难度更大。传统高熵合金合成需在高温条件下进行，且对金属种类有较多限制，合成的合金尺寸往往较大。熊宇杰说：“就像把多个性格迥异的人聚在一起，还要和谐共处，极具挑战。”
科研团队创新性地使用了激光辐照技术，在温和条件下实现了多种金属的均匀混合，并成功制备出亚纳米级别的高熵合金颗粒。纳秒脉冲激光可以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度迅速冷却。这一“快热快冷”过程不仅克服了传统合成方法的局限，还成功将合金颗粒尺寸控制在亚纳米级别。
高熵合金因其独特的结构和性能，在新能源领域展现出巨大潜力，被视为理想的催化剂材料。“高熵合金如同一个高效团队，每种金属各司其职，既发挥自身优势，又能协同完成单一材料难以实现的任务。”熊宇杰说，科研团队制备的金、铂、钌、铑、铱5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，其性能明显优于目前商用的铂碳催化剂和二氧化钌催化剂。
据了解，该项激光合成新方法极大拓展了高熵合金的材料体系与适用范围，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思路。
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