图 低温制备高熵合金纳米材料及其高效控冰性能
在国家自然科学基金项目（批准号：22122206、U24A20495）等资助下，北京理工大学贺志远教授、杜然教授团队与西湖大学杨尧助理研究员团队合作，提出了一种基于冰介导反应与组装的新策略，在低温条件下成功实现了高熵合金纳米材料与纳米涂层的可控制备。相关成果以“双层冰重结晶法合成高熵合金材料与涂层（Synthesizing high-entropy alloy materials and coatings using a bilayer ice recrystallization method）”为题，于2025年11月11日发表在《自然•合成》（Nature Synthesis）上，论文链接https://www.nature.com/articles/s44160-025-00931-3。
高熵合金凭借其多主元素高熵效应为核心，展现出高强度、高韧性及优异的耐极端环境性能，在航空航天、能源与国防等关键领域具有重要战略价值。然而，传统高温合成方法常具有元素熔点差异大、成分均匀性难以控制及晶粒易粗化等问题，制约了其进一步发展。针对上述挑战，研究团队基于冰的重结晶过程作为“反应开关”，在分子尺度上精准调控反应物的释放、扩散、反应与组装过程，有效克服了不同金属离子因扩散速率和还原电位差异导致的分相难题。在低温及二维受限空间的作用下，金属原子的迁移与重排受到抑制，从而实现了高熵合金纳米颗粒及涂层在冰水界面的可控合成。研究结果表明，所合成的高熵合金纳米颗粒不仅能显著抑制冰晶生长，还可有效调控冰晶形貌。该成果为金属基防冰材料的开发提供了一条低温、可扩展且具有普适性的合成新路径。