安徽師范大學與中國科學技術大學聯合科研團隊近日取得重大突破，在材料科學領域首次實現亞納米級高熵合金的低溫合成。該成果已登上國際頂級學術期刊《自然·材料》，標志著我國在先進金屬材料研發領域邁入世界前列。
傳統高熵合金制備面臨雙重困境：既要將五種以上不同金屬原子均勻混合，又要將產物尺寸控制在1納米以下。常規方法依賴2000℃以上高溫環境，不僅能耗巨大，且對金屬種類選擇存在嚴格限制。研究團隊負責人熊宇杰教授形象描述："這相當于指揮一支由鋼琴家、畫家、運動員、程序員和廚師組成的交響樂團，既要保證每個成員發揮特長，又要形成完美和聲。"
科研人員創新采用納秒脈沖激光技術，通過精確控制光熱效應與熱電子轉移，在常溫條件下實現了金屬原子的納米級重組。實驗數據顯示，激光可在十億分之一秒內將金屬顆粒表面溫度提升至2000℃，隨后以每秒超十億度的速率急速冷卻。這種"超音速"熱處理工藝，成功突破了傳統方法在原子擴散與晶粒生長方面的物理極限。
由金、鉑、釕、銠、銥五種貴金屬組成的亞納米合金，在電解水制氫測試中展現出驚人性能。相較于商用鉑碳催化劑，該材料在質子交換膜電解槽中的產氫效率提升37%，同時穩定性提高2.4倍。實驗表明，這種多金屬協同體系能同時激活多個催化反應路徑，形成"1+1>5"的增效效應。
研究團隊開發的激光合成平臺具有顯著優勢：通過調節激光參數可精確控制合金成分比例，實現從二元到五元體系的按需定制；納米級尺寸控制使材料比表面積大幅提升，催化活性中心密度達到傳統材料的15倍；整個制備過程無需真空環境，能耗僅為傳統方法的1/20。
這項突破性技術為新能源材料開發開辟了新路徑。在氫能經濟領域，該合金可直接應用于質子交換膜電解槽、燃料電池陰極等核心部件；在環保領域，其優異的氧化還原性能使其成為治理有機污染物的理想催化劑；在電子信息領域，納米級高熵合金的特殊電子結構為開發新型存儲器件提供了可能。
