清大設高熵合金奈米晶體資料庫

記者曾芳蘭∕竹市報導

混合多種金屬元素的高熵合金奈米晶體已成為創新材料的明日之星，但科學家對於不同元素的調配比例、如何均勻混合仍如瞎子摸象；新竹清華大學化工系副教授楊東翰團隊創新研發出以「滴加法」來控制結晶體成長的技術，並建立全球第一個高熵合金奈米晶體資料庫，如同為成千上萬種組合的高熵材料訂出「雞尾酒指南」，有了它，將更能有效控制、預測並成功調配出新型高熵合金。

清華大學材料系特聘講座教授葉均蔚指出，高熵即為「高亂度」，高熵合金混合了五種以上的金屬，但如何成功混合不同的金屬，且如「滴血認親」一樣使之相溶，就成了科學家的大挑戰。

團隊研發出如同在珠核表面不斷包裹珍珠質形成養珠的方法，以這種方式造出的高熵合金奈米晶體，可控制它的原子排列，如排成蜂巢或方陣，也可決定晶體堆疊成金字塔、立方體、或八面體等形狀。

團隊成員笑稱，這套「晶體養成術」的靈感其實來自貓飼料。因貓咪總是更受香濃的肉泥「罐罐」吸引，而不愛乾飼料。為了滿足牠們，飼主常得花不少功夫把肉泥包裏在乾飼料上，一旦包裏不均勻，還騙不過挑嘴的喵星人。在這過程中，團隊成員也一步步思考出如何調配晶體的比例，及包得均勻、包出特定形狀的方法。

楊東翰指出，以滴加法發展出的磊晶成長技術，經過國家同步輻射研究中心的先進光源、臨場顯微分析，已證實金屬原子的確能均勻、一致地排列堆疊。以此方法造出的催化劑，應用於水解產氫，效率加倍，可望推進再生能源發展，為淨零排放作出貢獻。

在突破結構控制的技術瓶頸、掌握高熵合金「定制法」後，楊東翰團隊也成功建構出全球第一個可控制晶面的高熵奈米晶體資料庫，包含數十種新穎的奈米晶體，連續兩年登上了頂尖國際期刊《科學前沿》(Science Advances)。