华南理工大学联合海外科学家合成“超硬核”一维高熵氧化物材料，成果登上《科学》

高熵材料因其独特的多元组分与高结构无序性，在高温、高压、强腐蚀等极端条件下展现出优异性能，近年来受到广泛关注。

然而，如何构筑具有明确低维结构、保持稳定单相、并具备高机械性能的高熵氧化物，仍面临显著挑战。

华南理工前沿软物质学院、电子显微中心黄哲昊教授与伊利诺伊大学芝加哥分校 Russell J. Hemley 教授和 Amin Salehi-Khojin 教授成功合成具有纳米带形貌的一维高熵氧化物（1D-HEO）。

据介绍，其结构在超高温度、高压及强酸强碱环境中依然保持稳定，同时具有优异的力学性能，远超常规材料。相关研究成果于 5 月 29 日发表在《科学》上（ DOI: 10.1126/science.adr5604）。

本项研究历时近五年完成，涵盖了多个学科交叉的复杂研究环节。其中，最大的挑战在于如何准确解析这一成分复杂、形貌特殊的一维高熵氧化物的晶体结构。

为此，研究团队使用三维电子衍射技术在纳米晶体结构解析中发挥了关键作用，不仅实现了单根纳米带的精确晶体结构解析，还揭示了择优取向、生长面构型及氧空位分布等关键微观结构特征，阐明了其在不同温度下的结构转变特性，为理解该高熵材料的超高稳定性和相变机理，提供了理论支撑。

本研究成果不仅在结构设计层面开创性地实现了低维高熵材料的精准合成，还借助三维电子衍射技术系统揭示了其微观结构与稳定性机制，为高性能材料在极端环境下的应用奠定了基础。

未来，该类材料有望在航天防护、腐蚀环境器件、高强韧功能膜层等领域发挥重要作用例如延长航天器部件的服役寿命与安全性或者保障电子器件在超高温高压环境下持续运行。