高熵合金纳米粒子能够将多种功能的结合并且表现不同寻常的效果，但是合成高熵合金通常需要极端条件，导致如何大批量合成高熵合金纳米粒子具有非常大的挑战和困难。目前人们在合成高熵合金纳米粒子的过程中通常使用金属盐作为原料，虽然金属盐的分解温度比较低，但是金属盐含有大量的杂质。

有鉴于此，加拿大国家研究委员会/多伦多大学Keun Su Kim等发展了一种超快（<100 ms）的一步合成高熵纳米粒子的方法，这种方法能够在飞行过程中合金化的方式直接将金属单质的粉末转变为高熵纳米粒子。

本文要点

（1）

这种超快速合成高熵纳米粒子的方法需要使用>5000 K的高温plasma用于快速的加热/冷却（温度变化的速率达到10³-10⁵ K s^-1），能够以非常快的速率（35 g h^-1）合成CrFeCoNiMo高熵合金纳米粒子，原料的转化率达到42 %。

（2）

通过热流体理论模拟（thermofluid simulation）发现通过调节plasma能够影响纳米粒子的受热历程，从而实现调节高熵合金纳米粒子的性质。合成得到的高熵合金纳米粒子在比较宽的光谱区间具有优异的光吸收能力（光吸收>96 %），因此可能在大规模的太阳能光热催化转化领域具有应用前景。这项工作说明plasma热处理是工业化制备高熵合金纳米粒子的一种具有前景的方法。

参考文献

Kim, K.S., Couillard, M., Tang, Z. et al. Continuous synthesis of high-entropy alloy nanoparticles by in-flight alloying of elemental metals. Nat Commun 15, 1450 (2024)

DOI: 10.1038/s41467-024-45731-z

https://www.nature.com/articles/s41467-024-45731-z