6月14日，Nature（《自然》）以長文（Article）形式發(fā)表了武漢大學化學與分子科學學院、高等研究院付磊團隊關(guān)于液態(tài)金屬的最新研究成果。論文題目為“Liquid metal for high-entropy alloy nanoparticles synthesis”（液態(tài)金屬用于高熵合金納米顆粒的合成）。
付磊教授指導(dǎo)學生做實驗
武漢大學為第一署名單位。武漢大學付磊團隊的博士研究生曹光輝、梁晶晶、楊柯娜以及南方科技大學郭增龍為共同第一作者。武漢大學教授付磊、曾夢琪、郭宇錚和南方科技大學副教授林君浩為共同通訊作者。武漢大學碩士研究生汪匯流，博士研究生萬旭昊、李澤源、張奕樂、劉峻麟、鄭臻穎、魯才，本科生何廣智、熊擇優(yōu)，陳勝利教授、劉澤教授為共同作者。
高熵合金是一種由五種或五種以上主元金屬組成的新型合金，在極端條件下結(jié)構(gòu)力學、能源轉(zhuǎn)換與存儲、醫(yī)療器械等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。實現(xiàn)高熵合金的原子級精準制造是其應(yīng)用的基礎(chǔ)。不同元素的物理化學性質(zhì)差異會限制元素間的均勻混溶，不僅理想的高熵態(tài)難以獲得，元素的選擇也備受限制。根據(jù)吉布斯函數(shù)，高熵合金的合成通常依賴苛刻的高溫反應(yīng)條件來克服原子間不混溶性，并通過淬火等方式保持高熵態(tài)。在溫和條件下實現(xiàn)高熵合金的多組元原子混溶有利于其可規(guī)?；⒖啥ㄖ苹木珳手圃?，而這個目標極具挑戰(zhàn)。
付磊教授科研團隊
付磊團隊獨辟蹊徑，以“混合焓”為切入點，降低反應(yīng)吉布斯自由能變，采用兼具負混合焓特性和流動性的液態(tài)金屬，實現(xiàn)了溫和條件下各類高熵合金體系的原子制造。液態(tài)金屬（如鎵）與大多數(shù)金屬間親和性好，混合焓為負值；且流動性良好，可加速傳質(zhì)，促進元素的均勻分散和合金化反應(yīng)的進行。由此，在液態(tài)金屬反應(yīng)體系中，可在溫和條件下實現(xiàn)高熵合金的多組元原子混溶，極大拓展了高熵合金的組分選擇空間，有望促進其在更多關(guān)鍵領(lǐng)域的應(yīng)用。
液態(tài)金屬高熵合金原子制造示意圖
研究工作得到了多方支持：武漢大學電氣與自動化學院郭宇錚團隊提供了分子動力學模擬支持；南方科技大學的林君浩團隊利用球差校正高分辨透射電子顯微鏡對樣品進行了表征。武漢大學陳勝利教授、劉澤教授，內(nèi)蒙古工業(yè)大學白一甲副教授和松山湖材料實驗室馮燕朋副研究員等合作者在研究過程提供了支持。研究工作還得到了武漢大學公共測試平臺以及上海同步輻射光源的支持。
