高熵合金（HEAs）因其广泛的成分可调性和有趣的催化性能而引起人们的广泛关注。然而，由于HEAs固有的热力学不稳定性，精确地将其塑造成超薄的低维纳米结构以实现多样化的应用仍然是一个巨大的挑战。

近日，北京大学郭少军教授，香港理工大学黄勃龙教授提出了一种新的、通用的低温方法，将多达8种金属元素混合到一个单相亚纳米带中，成功获得了世界上最薄的2D HEA金属材料（HEA SNRs）。

文章要点

1）合成机理研究表明，HEA SNRs的形成是通过独特的途径实现的：i）不同金属前驱体与银纳米线模板之间的电偶交换反应，ii）不同金属前驱体在纳米线模板上的共还原，iii）去除银核。

2）密度泛函理论(DFT)计算表明，具有最大均方位移(MSD)的活性Ag和Pd有利于HEA壳层在Ag NWs上的结晶和稳定。

3）催化实验结果显示，五元HEA-PtPdIrRuAg SNRs在0.90 V（与可逆氢电极相比）下用于氧还原反应表现出4.28 A mg_Pt⁻¹的高质量活性，在碱性电解液中，其质量活性是商用Pt/C催化剂的21.0倍。此外，HEA-PtPdIrRuAuAg SNR在Li−O₂电池中也表现出令人印象深刻的性能，在0.50 A g⁻¹下的1000 mAh g⁻¹的有限容量下，具有低充电过电位（0.49 V）和出色的循环寿命(100次循环)。

4）研究人员采用DFT，通过分子动力学模拟（MD）和电子结构解释，对HEA SNRs的结构-性质进行了相关计算。MD揭示了HEA SNRs形成的结构变化和原子排列，电子结构基于HEA SNRs中金属选择、成分和元素数量之间的平衡，展示了火山电活性和稳定性的趋势。

参考文献

Lu Tao, et al, A General Synthetic Method for High-Entropy Alloy Subnanometer Ribbons, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c03544

https://doi.org/10.1021/jacs.2c03544