安徽師范大學與中國科學技術大學聯合科研團隊在材料科學領域取得突破性進展。研究團隊通過創新性的激光輻照技術，成功制備出亞納米級高熵合金，相關成果已發表于國際頂級學術期刊《自然?材料》。
該研究采用納秒脈沖激光輻照金納米顆粒，利用等離激元光熱效應將顆粒表面溫度瞬間提升至2000攝氏度以上，隨后以超過1010攝氏度/秒的冷卻速率實現快速淬火。這種極端條件下的制備工藝突破了傳統合成方法的熱力學限制，有效避免了高熵合金的相分離和納米顆粒團聚問題。
研究團隊制備的亞納米級高熵合金由金、鉑、釕、銠和銥五種貴金屬元素組成，平均粒徑僅1.8納米且元素分布高度均勻。實驗表明，這種五元合金在質子交換膜電解槽中展現出優異的電催化性能，在2.12伏工作電壓下，以2安培/平方厘米的電流密度持續運行1200小時仍保持穩定。
與傳統催化劑相比，該亞納米級高熵合金作為電解水裝置的陰陽極催化劑，其活性和穩定性均顯著優于商業鉑碳催化劑和二氧化釕催化劑。這種性能提升得益于高熵合金獨特的晶格畸變效應、緩慢擴散效應和雞尾酒效應，使其在酸性環境中同時具備高效的產氫和產氧能力。
高熵合金作為由五種或更多金屬元素按5%-35%比例構成的特殊材料，因其多元素協同效應而具有優異的催化活性、耐腐蝕性和熱穩定性。本研究開發的激光制備技術具有廣泛普適性，可實現包含多達十種金屬元素的高熵合金合成，為開發新型高效催化劑提供了全新路徑。
傳統合成方法受限于緩慢的加熱冷卻速率（每分鐘數十攝氏度），容易導致高熵合金形成異質結構。雖然近期發展的焦耳熱、微波加熱等技術能突破熱力學極限，但仍難以獲得亞納米級顆粒。本研究通過激光誘導的等離子激元效應，成功實現了亞納米級高熵合金的批量制備，將貴金屬利用率提升至新水平。
