全球第一 清大建高熵奈米晶体库

清大化工系副教授杨东翰(前排右)与助理教授林昆翰(前排左)领导的研究团队建立全球第1个高熵合金奈米晶体库。(清大提供/王惠慧新竹传真)

清华大学化工系副教授杨东翰团队创新研发以「滴加法」来控制结晶体成长的技术,并建立全球第1个高熵合金奈米晶体资料库,如同为成千上万种组合的高熵材料订出「鸡尾酒指南」,能有效控制、预测并调配出新型高熵合金。

杨东翰表示,高熵奈米晶体以其更大的表面积及更佳的催化性能,可提供几乎「无限」的组合方式。但就因为它的元素组成复杂,如何调控它们互溶、不至于产生不均匀的分相结构;及如何调控晶体的表面排列,提升催化的性能,成为团队挑战的目标。团队首先研究不同金属前驱物的还原速率,让有的快、有的慢的金属前驱物还原速率趋于一致,找出让它们同步互溶的关键因素,建立一套可调控且可预测的合成准则,团队以猫饲料包裹肉泥为灵感,研发出如同在珠核表面不断包裹珍珠质形成养珠的方法。

杨东翰指出,以滴加法发展出的磊晶成长技术,经过国家同步辐射研究中心分析,证实金属原子的确能均匀、一致地排列堆叠。以此方法造出的催化剂,应用于水解产氢,效率加倍,可望推进再生能源发展,为净零排放作出贡献。

清大化工系助理教授林昆翰也对建构高熵奈米晶体资料库提供助力。由林昆翰领导的理论计算团队运用电脑模拟来筛选最佳的金属组成与晶面,并预测可能产生的材料特性,为进一步的实验提供重要参考。