一项新的研究首次揭示了不同的合成方法如何深刻地影响结构和功能高熵氧化物的Nal性质，一类在日常电工中有应用的材料nic设备。这项研究本周发表在《科学》杂志上美国化学学会杂志．
“我们在这里研究的具体材料是一种具有尖晶石晶体结构的高熵氧化物，它是五种不同过渡金属氧化物的混合物。“我们对这类材料的兴奋之处在于它们的电化学特性，”英属哥伦比亚大学布卢森量子物质研究所和物理与天文学系的材料科学家Alannah Hallas博士说。
“从这个角度来看，这些高熵系统如此有前途的原因是因为它们具有巨大的化学灵活性。在合成这些材料的过程中，我们有很多不同的旋钮可以转动，所以我们构建它们的方式有无限的可能性。”
研究人员使用五种不同的合成方法制备了相同的样品:固态、高压、水热、熔盐和燃烧合成。这些方法包括加热材料的不同方式，材料冷却回室温的不同速度，以及加热的不同化学条件。
“我们的研究结果证实了合成方法的重要性。我们发现，虽然平均结构没有改变，但样品的局部结构和微观结构变化很大，燃烧合成产生了最均匀的样品。”
该研究的主要作者Mario Ulises González-Rivas说，合成方法之间的关键区别在于形成材料的驱动机制，他在Hallas小组担任博士研究员期间已经掌握了使用不同合成方法制备样品的艺术。
在固态法中，金属氧化物混合，然后加热，类似于烤蛋糕。高压方法在加热过程中增加外部压力，这会影响材料的形成方式。热液法通过加热加压容器内水中的金属盐来模拟地核中的矿物形成，从而产生有助于晶体生长的流动。熔盐法使用熔化的金属盐，它形成一种浓稠的液体，当它冷却时，允许晶体沉淀。最后，燃烧方法包括将金属盐溶解在水中，形成点燃的凝胶，通过快速燃烧反应迅速产生所需的材料。
“其中一些材料在解决能源挑战方面具有巨大的潜力。我们在这项研究中观察到的结构变化深深地影响了这些能源系统材料的技术实施，”González-Rivas说。“我们的研究结果有效地提供了一个新的优化轴，在应用环境中实施这些材料时可以考虑。”
