〔記者洪美秀／新竹報導〕混合多種金屬元素的高熵合金奈米晶體已是創新材料的明日之星，但對不同元素的調配比例、如何均勻混合仍如瞎子摸象。清華大學化工系副教授楊東翰團隊創新研發出以「滴加法」來控制結晶體成長的技術，並建立全球第一個高熵合金奈米晶體資料庫，如同為成千上萬種組合的高熵材料訂出「雞尾酒指南」，將更能有效控制、預測並成功調配出新型高熵合金。
楊東翰表示，隨著研究發展的尺寸微縮技術，高熵材料成功推進到奈米尺度，高熵奈米晶體以其更大的表面積及更佳的催化性能，可提供幾乎「無限」的組合方式。但因其元素組成複雜，如何調控它們互溶、不至於產生不均勻的分相結構；及如何調控晶體的表面排列，來提升催化的性能，成為團隊研究及挑戰的目標。
楊東翰團隊研究不同金屬前驅物的還原速率，讓有的快、有的慢的金屬前驅物還原速率趨於一致，找出讓它們同步互溶的關鍵因素，建立一套可調控且可預測的合成準則。並研發出如同在珠核表面不斷包裹珍珠質形成養珠的方法，舉例來說，可以鈀為晶核，再滴加鐵、鈷、鎳、鉑、銠、釕、銥等金屬離子混合液到浸在還原劑中的晶核上，長出磊晶原子層。以這種方式造出的高熵合金奈米晶體，如此可控制它的原子排列，如排成蜂巢或方陣，也可決定晶體堆疊成金字塔、立方體、或八面體等形狀。
楊東翰指出，以滴加法發展出的磊晶成長技術，經國家同步輻射研究中心的先進光源、臨場顯微分析，已證實金屬原子的確能均勻、一致地排列堆疊。以此方法造出的催化劑，應用於水解產氫，效率加倍。同時成功建構出全球第一個可控制晶面的高熵奈米晶體資料庫，包含數十種新穎的奈米晶體，連續兩年登上了頂尖國際期刊《科學前沿》。
另化工系助理教授林昆翰也對建構全球第一個高熵奈米晶體資料庫，運用電腦模擬來篩選最佳的金屬組成與晶面，並預測可能產生的材料特性，為進一步的實驗提供重要參考，且可協助實驗團隊提高研究效率。
2024/10/24 10:58
轉載自自由時報電子報: https://news.ltn.com.tw/news/life/breakingnews/4840468
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