约翰·霍普金斯大学丽莎·埃尔科拉诺 信用:CC0公共领域 合金化是一种魔术，通过将至少两种金属元素协同混合形成固溶体来生产新材料
最近科学的发展发现了合金材料在催化方面的巨大应用，其中纳米尺度的双或三金属颗粒被用来加速化学反应的速率
但是合金作为催化剂的应用受到所谓的“混溶性”的限制，因为任何元素的任意组合都不能形成均匀的合金，也不能对两种组分之间的比例进行稳定的调节
《自然通讯》本周报道，由约翰·霍普金斯大学研究员汪超领导的研究小组，与来自马里兰大学、伊利诺伊大学芝加哥分校和匹兹堡大学的合作者合作，发现了一种突破这一限制的新方法
在这项工作中，他们混合了钴和钼，这两种元素很少混合，但这种组合被认为对催化与能量相关的化学反应(如氨的分解)很重要
除了直接将它们混合在一起，赵亮和他的团队添加了另外三种成分，铁、镍和铜，它们都是富含地球的过渡金属
当这五种元素以纳米大小的颗粒聚集在一起时，就形成了一种单一的均匀固溶体，这种固溶体允许钴和钼原子以不同的比例结合在一起
科学家称这组材料为“高熵合金”
" 约翰·霍普金斯大学怀汀工程学院化学与生物分子工程系助理教授王解释说:“这背后的诀窍是增加合金晶体中金属原子排列方式的无序度和随机性。”
描述这种现象的量在物理学中被称为“熵”
王和他的团队创造的五元合金纳米粒子比传统的、相对简单的二元或三元合金具有更高的熵
在这种独特的条件下，不同元素的原子特征被渲染，变得更容易混合
高熵合金纳米粒子被认为具有巨大的催化应用潜力
“现在，我们可以用以前被认为是不可混溶的元素制造合金纳米粒子，我们就能够创造出新的、前所未有的催化剂，具有针对目标反应的最佳表面吸附性能，”王实验室的博士后说，他是《自然通讯》论文的第一作者
科学家们展示了五元钴-钼-铁-镍-铜合金纳米粒子作为极好的催化剂，用于打破氨中氮原子和氢原子之间的化学键，这是从这种液态化学物质中释放氢的重要途径，用于给燃料电池供电和为未来的电动汽车提供动力
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