能源革命突破关键 清大叶均蔚揭示高熵材料4大效应
清华大学材料系讲座教授叶均蔚(右二)发表重磅论文,阐明高熵材料四大效应,共同作者还包括清大材料系博后研究员许玮麟(左一)、教授叶安洲(左二)、教授蔡哲玮(右一)。(清大提供/王惠慧新竹传真)
清华大学材料系讲座教授叶均蔚近期在《自然评论化学》期刊发表重磅文章《阐明高熵材料4大效应》,提及高熵、严重晶格扭曲、缓慢扩散及鸡尾酒效应,他也看好高熵材料的耐高温、抗辐射等特性,将有助指引未来能源解方。
清大指出,叶均蔚今年当选中研院新科院士,他被誉为「高熵合金之父」,他提出的高熵理论及实证,颠覆传统思维,提高乱度产生高混合熵,可将5种以上的金属等比例或非等比例合成,创造出更强、更韧、更具延展性及耐高温、耐腐蚀的高熵合金,连美国能源部、各军种实验室、橡树岭等国家实验室都积极投入研究开发。
叶均蔚认为,未来最具潜力的高熵材料之一即为高熵触媒,可望突破电解水产氢使用贵金属的瓶颈,解决未来能源问题,如丹麦几年前就成立了高熵触媒研发中心。他也十分看好高熵材料的耐高温、抗辐射等特性,将有助于突破核融合反应炉或系统的材料瓶颈。
文章中,叶均蔚也详细说明高熵材料的晶格扭曲效应,不同金属原子的排列呈不规则状态,但辐射照射产生的晶格破坏却能互相调整,出现令许多科学家感到不可思议的「自愈」现象。此特性使高熵材料能抗辐射并耐高温,可望引领抗核融合及太空辐射线材料的研究突破。
此外,叶均蔚也阐明鸡尾酒效应,可透过各种元素的特性、元素间相互作用及各结构因素对材料不同性质的影响,设计适当的成分及制程,得到更好的加乘特性,进而产生多元应用。值得一提的是,叶均蔚是在清大完成学士、硕士及博士学业的「三清」,也期许高熵材料研究能在此发扬光大。