6 月 1 日消息，高熵材料因其獨特的多元組分與高結構無序性，在高溫、高壓、強腐蝕等極端條件下展現出優異性能，近年來受到廣泛關注。

然而，如何構筑具有明確低維結構、保持穩定單相、并具備高機械性能的高熵氧化物，仍面臨顯著挑戰。

華南理工前沿軟物質學院、電子顯微中心黃哲昊教授與伊利諾伊大學芝加哥分校 Russell J. Hemley 教授和 Amin Salehi-Khojin 教授成功合成具有納米帶形貌的一維高熵氧化物（1D-HEO）。

據介紹，其結構在超高溫度、高壓及強酸強堿環境中依然保持穩定，同時具有優異的力學性能，遠超常規材料。相關研究成果于 5 月 29 日發表在《科學》上（附 DOI: 10.1126/science.adr5604）。

本項研究歷時近五年完成，涵蓋了多個學科交叉的復雜研究環節。其中，最大的挑戰在于如何準確解析這一成分復雜、形貌特殊的一維高熵氧化物的晶體結構。

為此，研究團隊使用三維電子衍射技術在納米晶體結構解析中發揮了關鍵作用，不僅實現了單根納米帶的精確晶體結構解析，還揭示了擇優取向、生長面構型及氧空位分布等關鍵微觀結構特征，闡明了其在不同溫度下的結構轉變特性，為理解該高熵材料的超高穩定性和相變機理，提供了理論支撐。

本研究成果不僅在結構設計層面開創性地實現了低維高熵材料的精準合成，還借助三維電子衍射技術系統揭示了其微觀結構與穩定性機制，為高性能材料在極端環境下的應用奠定了基礎。

未來，該類材料有望在航天防護、腐蝕環境器件、高強韌功能膜層等領域發揮重要作用例如延長航天器部件的服役壽命與安全性或者保障電子器件在超高溫高壓環境下持續運行。