跨学科团队开发出了一种后通道方法在较低温度下创造高熵材料

熵是一团乱麻。随机性和无序性在科学中并不完全是优点。然而，事实证明，不同大小的原子杂乱无章地混合在一起，比整齐排列的这些元素更能稳定某些纳米晶体。这些所谓的高熵材料现在正受到热切研究，因为它们可以彻底改变从能量存储和转换到超高温热绝缘体和电磁干扰屏蔽等广泛的应用。

一个跨学科团队开发出了一种后通道方法，利用溶解度而不是熵来克服热力学限制，并在较低温度下合成高熵氧化物 (HEO) 纳米晶体——结果相同，但混乱更少。

该团队的新论文《单分散高熵尖晶石氧化物纳米晶体的胶体合成》于 6 月 17 日发表在《美国化学会志》上。第一作者是博士生乔纳森·罗威尔。

康奈尔大学工程学院材料科学与工程副教授、该论文的通讯作者理查德罗宾逊表示，高熵材料领域相对较新，但人们对该领域的兴趣却非常浓厚，关于该主题的评论论文实际上比高熵材料本身还要多。

“这是一个令人兴奋的领域，因为高熵材料在许多应用领域(如催化剂)可能比以前任何人见过的都要好，”他说。

“它们拥有其他二元或三元材料所不具备的特性，因为它们能够混合这些阳离子的所有不同波函数，并形成一个有张力但稳定的晶格。问题是，很难获得这些材料的均匀尺寸纳米晶体。很难制造它们，因为标准条件不利于可控生长。”

到目前为止，纳米晶体的高熵稳定依赖于两个过程：添加多种元素和升高温度。晶体通常由结合在一起形成晶格的原子组成。