高エントロピー合金ナノ粒子合成の長年の課題を解決(Cracking a long-standing problem in high-entropy alloy nanoparticle synthesis)

2026-04-20 ノースウェスタン大学

米国のノースウェスタン大学の研究チームは、高エントロピー合金ナノ粒子の合成における長年の課題を解決した。複数元素を均一に混合する必要がある高エントロピー合金は、ナノスケールでは元素分離や不均一構造が生じやすく、安定な合成が難しかった。本研究では、反応過程の精密制御と新たな合成手法により、複数元素を均一に分散させたナノ粒子の生成に成功した。これにより、触媒性能や耐久性に優れた材料設計が可能となる。成果は、エネルギー変換や環境技術、化学反応の効率化など幅広い分野での応用が期待される。

<関連情報>

高指数面を有する高エントロピー合金ナノ粒子を合成するための3成分戦略 A Three-Component Strategy for Synthesizing High-Entropy Alloy Nanoparticles with High-Index Facets

Zihao Ye,Dohun Kang,Bo Shen,Jin Huang,Jacob Pietryga,Zifeng Lin,Xinsui Zhang,Christopher M. Wolverton,and Chad A. Mirkin
Journal of the American Chemical Society  Published: April 20, 2026
DOI:https://doi.org/10.1021/jacs.6c02180

Abstract

高エントロピー合金ナノ粒子合成の長年の課題を解決(Cracking a long-standing problem in high-entropy alloy nanoparticle synthesis)

Controlling the shapes and, more importantly, exposed facets (high-index facets (HIFs), especially) of high-entropy alloy (HEA) nanoparticles is not yet possible. Herein, a three-component synthetic strategy for obtaining tetrahexahedral (THH)-shaped HIF-HEA nanoparticles through a combined alloying-dealloying strategy and liquid-metal mediation process is reported. Metal precursors are first alloyed with Ga to form multielemental nanoparticles and then alloyed with a volatile metal. Selectively dealloying the volatile metal from the nanoparticles is used to regulate their surface energies; the Ga stabilizes the HEA phase, and the trace element stabilizes the HIFs, resulting in THH-shaped HEA nanoparticles (seven different types) with {210} HIFs. Finally, nanoparticle megalibraries containing millions of THH-shaped HIF-HEAs on 4 cm2 chips with size and composition control shows generalizability and scalability for materials discovery purposes.

0703金属材料
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