中国团队突破激光技术，成功制备亚纳米级高熵合金
安徽师范大学与中国科学技术大学联合研究团队近日取得重大突破，在材料科学领域首次实现亚纳米级高熵合金的低温合成。该成果已登上国际顶级学术期刊《自然·材料》，标志着我国在先进金属材料研发领域迈入世界前列。
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传统高熵合金制备面临双重困境：既要将五种以上不同金属原子均匀混合，又需将产物尺寸控制在1纳米以下。常规方法依赖2000℃以上高温环境，不仅能耗巨大，且对金属种类选择存在严格限制。研究团队负责人熊宇杰教授形象描述："这相当于指挥一支由钢琴家、画家、运动员、程序员和厨师组成的交响乐团，既要保证每个成员发挥特长，又要形成完美和声。"
科研人员创新采用纳秒脉冲激光技术，通过精确控制光热效应与热电子转移，在常温条件下实现了金属原子的纳米级重组。实验数据显示，激光可在十亿分之一秒内将金属颗粒表面温度提升至2000℃，随后以每秒超十亿度的速率急速冷却。这种"超音速"热处理工艺，成功突破了传统方法在原子扩散与晶粒生长方面的物理极限。
由金、铱、锌、镍、钼五种贵金属组成的亚纳米合金，在电解水制氢测试中展现出惊人性能。相较于商用铱碳催化剂，该材料在质子交换膜电解槽中的产氢效率提升37%，同时稳定性提高2.4倍。实验表明，这种多金属协同体系能同时活化多个催化反应路径，形成"1+1>5"的增效效应。
研究团队开发的激光合成平台具有显著优势：通过调节激光参数可精确控制合金成分比例，实现从二元到五元体系的按需定制；纳米级尺寸控制使材料比表面积大幅提升，催化活性中心密度达到传统材料的15倍；整个制备过程无需真空环境，能耗仅为传统方法的1/20。
这项突破性技术为新能源材料开发开辟了新路径。在氢能经济领域，该合金可直接应用于质子交换膜电解槽、燃料电池阴极等核心部件；在环保领域，其优异的氧化还原性能使其成为治理有机污染物的理想催化剂；在电子信息领域，纳米级高熵合金的特殊电子结构为开发新型存储器件提供了可能。
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