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武漢大學(xué)為第一署名單位。武漢大學(xué)付磊團(tuán)隊的博士研究生曹光輝、梁晶晶、楊柯娜以及南方科技大學(xué)郭增龍為共同第一作者。武漢大學(xué)教授付磊、曾夢琪、郭宇錚和南方科技大學(xué)副教授林君浩為共同通訊作者。武漢大學(xué)碩士研究生汪匯流，博士研究生萬旭昊、李澤源、張奕樂、劉峻麟、鄭臻穎、魯才，本科生何廣智、熊擇優(yōu)，陳勝利教授、劉澤教授為共同作者。

高熵合金是一種由五種或五種以上主元金屬組成的新型合金，在極端條件下結(jié)構(gòu)力學(xué)、能源轉(zhuǎn)換與存儲、醫(yī)療器械等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。實現(xiàn)高熵合金的原子級精準(zhǔn)制造是其應(yīng)用的基礎(chǔ)。不同元素的物理化學(xué)性質(zhì)差異會限制元素間的均勻混溶，不僅理想的高熵態(tài)難以獲得，元素的選擇也備受限制。根據(jù)吉布斯函數(shù)，高熵合金的合成通常依賴苛刻的高溫反應(yīng)條件（增大熵因子的貢獻(xiàn)）來克服原子間不混溶性，并通過淬火等方式保持高熵態(tài)。在溫和條件下實現(xiàn)高熵合金的多組元原子混溶有利于其可規(guī)?；?、可定制化的精準(zhǔn)制造，而這個目標(biāo)極具挑戰(zhàn)。

付磊團(tuán)隊獨辟蹊徑，以“混合焓”為切入點，降低反應(yīng)吉布斯自由能變，采用兼具負(fù)混合焓特性和流動性的液態(tài)金屬，實現(xiàn)了溫和條件下各類高熵合金體系的原子制造。液態(tài)金屬（如鎵）與大多數(shù)金屬間親和性好，混合焓為負(fù)值；且流動性良好，可加速傳質(zhì)，促進(jìn)元素的均勻分散和合金化反應(yīng)的進(jìn)行。由此，在液態(tài)金屬反應(yīng)體系中，可在溫和條件下實現(xiàn)高熵合金的多組元原子混溶，極大拓展了高熵合金的組分選擇空間，有望促進(jìn)其在更多關(guān)鍵領(lǐng)域的應(yīng)用。

液態(tài)金屬高熵合金原子制造示意圖

研究工作得到了多方支持：武漢大學(xué)電氣與自動化學(xué)院郭宇錚團(tuán)隊提供了分子動力學(xué)模擬支持；南方科技大學(xué)的林君浩團(tuán)隊利用球差校正高分辨透射電子顯微鏡對樣品進(jìn)行了表征。武漢大學(xué)陳勝利教授、劉澤教授，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)白一甲副教授和松山湖材料實驗室馮燕朋副研究員等合作者在研究過程提供了支持。研究工作還得到了武漢大學(xué)公共測試平臺以及上海同步輻射光源的支持。

付磊教授科研團(tuán)隊

付磊教授指導(dǎo)學(xué)生做實驗

付磊團(tuán)隊長期致力于物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域原子制造的研究（leifu.whu.edu.cn），發(fā)展了液態(tài)金屬反應(yīng)體系，實現(xiàn)了多類材料的原子制造。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-023-06082-9