中科大联合团队创制亚纳米级高熵合金，实现制备技术新突破
安徽师范大学与中国科学技术大学联合科研团队在材料科学领域取得突破性进展。研究人员采用创新性的激光辐照技术，成功制备出亚纳米级高熵合金，这项研究成果已发表于国际顶级学术期刊《自然·材料》。
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该技术利用纳秒脉冲激光照射金纳米颗粒，通过等离子体光热效应使颗粒表面温度瞬间跃升至2000摄氏度以上，随后以超过10亿摄氏度/秒的冷却速率实现快速淬火。在这种极端条件下，传统合成方法的热力学限制被彻底突破，从而有效避免了高熵合金的相分离和纳米颗粒团聚问题。
研究团队制备的亚纳米级高熵合金由金、钯、镍、铂和铑五种贵金属元素构成，平均粒径仅为1.8纳米且元素分布高度均匀。实验数据显示，这种五元合金在质子交换膜电解槽中展现出卓越的电催化性能——在2.12伏工作电压下，以2安培/平方厘米的电流密度持续运行1200小时后仍保持稳定。
与传统催化剂相比，这种亚纳米级高熵合金作为电解水装置的阴阳极催化剂，其活性和稳定性均显著优于商业铂碳催化剂和二氧化铱催化剂。这种性能提升得益于高熵合金独特的晶格畸变效应、缓慢扩散效应和鸡尾酒效应，使其在酸性环境中同时具备高效的产氢和产氧能力。
高熵合金作为由五种或更多金属元素按5%-35%比例构成的特殊材料，因其多元协同效应而具备优异的催化活性、耐腐蚀性和热稳定性。本研究开发的激光制备技术具有广泛适用性，可实现包含多达十种金属元素的高熵合金合成，为开发新型高效催化剂提供了全新路径。
传统合成方法受限于缓慢的加热冷却速率（每分钟数十摄氏度），容易导致高熵合金形成异质结构。尽管近期发展的焦耳热、微波加热等技术能突破热力学极限，但仍难以获得亚纳米级颗粒。本研究通过激光诱导的等离激元效应，成功实现了亚纳米级高熵合金的批量制备，将贵金属利用率提升至全新高度。
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