高熵合金是一种包含五种或以上金属主元，且每种主元按照近等或等原子比例形成的单相固溶体合金。高熵合金因其独特的热、电、磁和力学性能，近年来在诸多领域受到广泛关注，同时"高熵"概念也已扩展到陶瓷、MOF等材料。通过实现纳米化，高熵材料将进一步获得新奇的物理化学特性，是近年来高熵材料发展的重要方向。然而，目前在纳米尺度上合成高熵材料极具挑战，常规的制备方法通常不适用。
近日，南京大学姚颖方教授/邹志刚院士研究团队提出了一种简易通用的激光扫描烧蚀技术，在常温常压条件下合成了一系列高熵纳米颗粒，包括合金、氧化物、硫化物、氮化物、磷化物以及硼化物等。该方法通过5纳秒脉冲激光，将能量聚集在微米级的局域范围内，将金属前驱体混合物烧蚀形成纳米颗粒。这一超快过程确保即便热力学不相容的金属元素也能相互融合。同时，该方法可将高熵纳米颗粒负载在各种基底上，也能够在无基底条件下，合成单分散纳米高熵粒子，表明了该方法的广泛适用性。
利用该方法在石墨烯表面合成的PtIrCuNiCr高熵纳米合金在电催化全水分解反应中表现出了优异的活性和稳定性，超过了商用性的Pt/C或Ir/C催化剂。其贵金属担载量不超过1 wt%，远小于商用Pt/C或Ir/C催化剂中20 wt%以上的贵金属担载量。
图1激光扫描烧蚀技术合成九元纳米高熵合金
图2激光扫描烧蚀技术合成高熵硫化物、氧化物、硼化物、磷化物以及氮化物
邹院士团队报道的激光扫描烧蚀合成法为纳米高熵材料在生物、催化、电子和磁学等多个领域的应用，以及发现更多新型高熵材料及新奇特性提供了技术支撑。该成果以General synthesis of high-entropy alloy and ceramic nanoparticles in nanoseconds为题于2月10日在Nature出版社的新期刊Nature Synthesis被报道(DOI. 10.1038/s44160-021-00004-1)。第一作者为南京大学物理学院副研究员王冰，通讯作者为南京大学现代工程与应用科学学院姚颖方教授、美国佐治亚理工学院材料科学与工程学院Zhiqun Lin教授以及南京大学物理学院/现代工程与应用科学学院邹志刚院士，南京大学为论文的第一单位。该成果得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助。