激光诱导等离子体共振合成超稳定亚纳米高熵合金及其电解水应用

《Nature Materials》：Rapid synthesis of subnanoscale high-entropy alloys with ultrahigh durability

本研究针对亚纳米高熵合金(SHEAs)稳定性差的技术难题，开发了激光诱导等离子体共振合成技术。该方法通过金纳米颗粒产生热电子实现金属离子还原，结合7纳秒激光脉冲的超快热循环，成功制备出包含多达十种元素的SHEAs。其中AuPtRuRhIr合金在质子交换膜电解槽中表现出优异稳定性，可在2 A cm?2电流密度下持续工作1,200小时，为高性能催化剂开发提供了新策略。

　　

研究人员开发了一种创新的合成方法，利用激光诱导的等离激元效应来制备亚纳米尺度高熵合金(SHEAs)。这种方法巧妙地绕过了亚纳米材料稳定性差的常见难题。其核心技术在于：金纳米颗粒通过局域表面等离激元共振效应产生热电子，这些热电子能够有效地还原金属离子；同时，持续时间仅为7纳秒的激光脉冲引发了超快速的加热和冷却循环，将多种金属元素融合成具有增强稳定性的SHEAs。这种技术甚至能够将多达十种不同的元素整合到合金中。研究团队特别选定的AuPtRuRhIr五元SHEAs在质子交换膜(PEM)电解槽中展现出了非凡的耐久性，它能够在2.12伏的电压下，承受高达2安培每平方厘米(2 A cm^?2)的电流密度，并稳定运行超过1,200小时。这项工作为制备多种多样的亚纳米高熵合金提供了一条普适性的技术路径，其应用潜力广泛覆盖能源催化等多个重要领域。