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来自国际团队的研究人员通过氧化金属硫化物前驱体,成功合成了一维高熵氧化物(1D-HEO)纳米带,解决了多金属相分离难题。该材料在1000°C高温、12 GPa高压及强酸碱环境中展现卓越稳定性,并在30 GPa压力下实现可逆非晶化转变,为开发新型耐极端环境材料提供了熵调控新策略。
这项突破性研究揭示了具有纳米带状形态的一维高熵氧化物(1D-HEO)的非凡特性。通过巧妙氧化金属硫化物前驱体的方法,研究人员成功规避了五种过渡金属的相分离问题。这些纳米带在极端条件下表现出惊人稳定性:可耐受1000°C高温、12吉帕斯卡(GPa)高压,甚至在强酸强碱中长期保持结构完整。
更令人惊叹的是其机械性能——弹性模量高达40兆焦耳/立方米(MJ/m3)。高压实验中发现,当压力升至15 GPa时,纳米带会从正交晶系转变为立方结构;而当压力超过30 GPa时,材料会发生可逆的非晶化转变,这种转变在恢复常压后仍能保持。
这项研究不仅证实了高熵材料在构型熵(configurational entropy)之外还能通过结构无序获得额外熵增,更为设计具有超强环境适应性的低维材料开辟了新途径。这种兼具高温稳定性、化学惰性和卓越机械性能的材料,在航空航天、能源存储等极端环境应用领域展现出巨大潜力。
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