戍天九思：成功创制亚纳米级高熵合金:“原子经济”新技...

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　　据10月20日《科技日报》报道，安徽师大联合中科大科研团队，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。

　　该科研成果因其在原子级尺度上高效整合多种金属元素，显著提升了贵金属的利用率，这是中国继“原子抽提”技术后又一个“原子经济”技术——既有新材料的突破，又有制造方法的突破。

　　为什么先进高熵合金制备那么难？

　　所谓高熵合金，就是将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。安徽师大校长熊宇杰说：“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。”长期以来，高熵合金都是极具挑战的科学难题。

　　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，贵金属利用率也低。如果要把高熵合金做到极小的亚纳米级别尺度，难度就更大。

　　该科研成果有两大核心突破

　　这项技术的核心突破在于利用纳秒脉冲激光照射含有多种金属盐溶液和金纳米颗粒的混合物。

　　一是超快升温。金纳米颗粒在激光照射下会产生一种称为“等离激元”的物理效应，能在极短时间内将颗粒表面温度提升至2000摄氏度以上。

　　二是超快冷却。激光脉冲结束后，温度会以每秒超过一百亿摄氏度的惊人速度骤降。这个“快热快冷”的过程，完美克服了不同金属元素之间固有的“不合”特性，迫使它们在高熵状态下均匀混合、定型，避免了相分离和颗粒团聚。

　　“原子经济”新技术新材料应用前景广泛

　　这种新技术新材料本质上是原子经济。所谓原子经济，就是通过选择或设计高原子经济性的反应路线，来实现节约资源、保护环境和降低成本的目标。

　　一是新方法有普适性。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，不仅可制备包含多达十种金属元素的高熵合金，而且有望推动其在能源、催化等领域的实际应用，为新材料研发提供全新思路。

　　二是新材料提升贵金属利用率。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，将合金做到亚纳米级别，意味着在相同的催化活性位点下，贵金属的用量可以大大减少，有效降低了材料成本，在电解水产氢反应中表现出卓越的催化活性和稳定性。

　　三是新材料军用潜力巨大。高熵合金因其优异的强韧性、高温稳定性和抗冲击性能，可广泛用作导弹和装甲防护材料、火箭发动机部件、战斗部外壳、穿甲弹芯等。目前，中国高熵合金专利申请量达3569件，居全球首位，远超美国的500件，这是中国高超音速导弹遥遥领先的一个重要原因。