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在原子世界“组装”新材料
本文转自：兵团日报
●李霞
在武汉大学化学与分子科学学院教授付磊看来，科研最大的魅力就是能将不可能变为可能。他带领团队基于液态金属体系，实现了温和条件下多种高熵合金体系的原子制造，在电子信息、能源存储等材料领域取得新突破。
兼具液态的可变形性和金属的良导热、导电性——听起来科幻感十足的液态金属，如今在科研中有了更广阔的应用。
《自然》杂志在线发表武汉大学化学与分子科学学院教授付磊关于液态金属的最新成果。该研究基于液态金属体系，实现了温和条件下多种高熵合金体系的原子制造。
什么是液态金属？
“液态金属没有固定的晶格结构，原子团簇间不断发生着重组，就像我们日常看到的湖水一样，每一滴水在湖面上的位置都是动态、不可区分的。”付磊介绍。正是由于这些特性，液态金属在材料原子制造领域展现出巨大的应用潜能。
传统使用的固态金属催化剂表面存在多种缺陷，会导致二维原子晶体的不均匀成核及生长。降低催化剂表面的缺陷，是科学家努力的方向。付磊另辟蹊径：“兵无常势，水无常形，不如选用一个‘满是缺陷的表面’——液态金属表面，来实现二维原子晶体的均匀生长。”
利用液态金属表面层离、可变形性、可流动性和体相多空位的特点，付磊团队实现了原子级精准制造和组装二维原子晶体。
经过不断探索，付磊团队取得新突破：基于液态金属体系，实现了温和条件下多种高熵合金体系的原子制造。他们的发现，极大拓展了高熵合金的组分选择空间，有望促进其在更多关键领域的应用。
高熵合金是一种由5种及以上主元金属组成的新型合金，在极端条件下结构力学、能源转换与存储、医疗器械等领域具有重要的应用前景。但要让这么多种金属原子按照设计均匀混溶，需要克服元素之间性质差异大、不相容等难题。
“就像四五个人，他们性格不同、喜好不一，要把他们变成一个高度融合、不离不散的共同体并不容易。”付磊描述，“目前科学家们想要实现各种金属的强行融合，得依赖苛刻的高温反应条件来克服原子间不混溶性，并通过淬火等方式保持高熵态。”
在温和条件下实现高熵合金的多组元原子均匀混溶是可规模化、可定制化精准制造的前提，这个目标极具挑战性，而付磊团队最终做到了。付磊说：“科研最大的魅力就是能将不可能变为可能。”
据《人民日报》
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快照生成时间：2023-08-09 09:45:15
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