我国团队实现温和条件制备亚纳米级高熵合金

安徽师范大学科研团队近日取得重大突破，该校熊宇杰教授课题组联合中国科学技术大学研究人员，利用激光辐照技术成功制备出亚纳米级高熵合金。这一发表于《自然·材料》的研究成果，为高熵合金材料研发开辟了新路径。

研究团队创新性地采用纳秒脉冲激光作为核心工具，在温和实验条件下激发金属颗粒表面的等离激元效应。激光脉冲能在十亿分之一秒内将金属颗粒表面温度提升至2000℃以上，随后以每秒百亿度的急速冷却实现超快淬火。这种"急热骤冷"的工艺模式，成功突破了传统合金制备技术的尺寸瓶颈。

研究人员创造性地将热电子效应与光热效应相结合，实现了多达十余种金属元素的均匀混合。通过精确调控激光参数，制备出的高熵合金颗粒尺寸被严格限定在亚纳米级别。这种微观尺度控制能力使得合金成分均匀性较传统方法提升30%以上。

实验数据显示，该方法具有显著的普适性优势。研究团队已成功制备出包含铁、钴、镍、铜等十种金属元素的复合合金体系，材料体系覆盖面较现有技术扩大五倍。特别值得关注的是，激光合成工艺无需高压环境或特殊溶剂，大幅降低了生产成本。

该成果在能源转换领域展现出独特优势。初步测试表明，亚纳米级高熵合金作为催化剂时，其电催化活性达到传统合金的2.3倍，在氢能制备和二氧化碳转化等反应中表现卓越。这种材料特性为开发高效能源器件提供了新的物质基础。

据参与研究的专家介绍，激光合成技术通过精准调控能量输入，实现了对合金微观结构的原子级控制。这种制备方式不仅适用于块体材料，还可拓展至薄膜、涂层等特殊形态，为柔性电子器件和表面工程领域带来创新可能。