这篇综述文章题为《Synthesis of Metallic High-Entropy Alloy Nanoparticles》（合金高熵纳米粒子的合成），由Xiuyun Sun（德州学院能源与机械工程学院，中国山东德州）和Yugang Sun（美国天普大学化学系）共同撰写，发表在2024年《Chem. Soc. Rev.》（53卷，4400-4433页），期刊由The Royal Society of Chemistry (RSC)出版。这篇文章分析和总结了金属高熵合金（High-Entropy Alloys，HEAs）纳米粒子的合成方法，梳理了相关文献，并将现有方法归纳成五大类策略，探讨这些方法的共性与差异，阐明其学术价值，同时对该领域未来的研究方向提出了启示。
高熵合金 (High-Entropy Alloys, HEAs) 是一种多主元素金属合金材料，通常由五种或以上的元素等比例组成（各自原子分数在5%-35%之间）。这些合金由于其高混合熵（mixing entropy）产生了独特的热力学稳定性和显著的多功能性，包括优异的力学性能、抗腐蚀性、高温抗氧化性及磁性等特点。尤其在纳米粒子领域，高熵纳米合金表现出了在催化、电化学储能、光能采集及转换等能源相关应用中的巨大潜力。
然而，当前合成高质量单相高熵合金纳米粒子（single-phase HEA nanoparticles）的技术仍面临许多挑战。一方面，多种元素的混合熵对形成单相结构的贡献有限，元素间的显著物化差异导致金属键生成焓 (ΔH_ij) 的范围较广，易造成相分离或化学成分分离；另一方面，传统合成方法多基于接近热力学平衡的条件，通常无法避免多相结构的生成。
基于上述背景，这篇综述旨在梳理现阶段文献中所报道的多种高熵合金纳米粒子的合成方法，归纳这些方法的特点，并为研究人员提供未来探索的指导。
文章将高熵合金纳米粒子的合成方法概括为两条主路径和五类策略：
(1) 自上而下路径（Top–Down）： - 物理最小化（Physical Minimization）：将高熵金属锭等大块材料通过冷冻研磨（cryomilling）等技术破碎为纳米颗粒。这种方法可以维持高熵金属锭的单相结构并避免相分离。
(2) 自下而上路径（Bottom–Up）： - 金属蒸发（Vaporization of Metals）：通过高真空或低压环境下的高温等离子体或激光蒸发多种金属，随后使金属气态均匀凝聚结晶形成高熵纳米粒子。 - 爆发还原（Burst Reduction）：使用强还原剂对金属前体（precursors）进行快速反应，还原生成单相高熵纳米粒子。 - 热冲击（Thermal Shock）：通过瞬时高温（如脉冲加热）熔融多金属前体，使其快速凝聚并经快速冷却固化形成高熵结构。 - 溶剂热还原（Solvothermal Reduction）：通过溶剂热条件还原金属前体，同时利用高温促进原子扩散形成均一的高熵合金纳米粒子。
文章详细解析了上述五种方法的实验流程与关键参数：
文章通过各类实验结果详细讨论了方法学的可行性及局限性： - 例如，Cryomilling 得到的HEA纳米粒子的粒径分布集中在2-20 nm，保持了初始金属锭的单相fcc晶格，并通过XRD（X射线衍射）、TEM（透射电镜）和HR-STEM（高分辨扫描透射电镜）获得结构确认。 - 在“火花混合”方法中，六种元素的HEA粒子（NiCrCoMoAuAg）利用EDS（能谱）、HAADF-STEM（高角度环形暗场成像）和原子探针断层仪（APT）显示出均匀的空间分布，支持其均匀混合的性质。 - 而通过爆发还原制备的HEAs，如NiCoFePtRh粒子，展现出广泛的催化应用潜力，因均匀混合的表面原子增强催化性能。
高熵合金纳米材料的独特特性以及在催化、电池、光电转换中的潜在应用，使得研究该领域具有重要意义： - HEA纳米粒子的结构稳定性及多个活性位点，提高了其在电催化析氢反应（HER）、氧化还原反应（OER）等中的表现。 - 单相薄膜高熵纳米结构的光热转换特性也为太阳能海水淡化（如21元素组合的FECoNiCrTiV等高数熵粒子）提供了基础。 - 作者对HEA纳米合成技术未来发展方向的建议主要集中在以下几方面：进一步优化元素间的快速混合技术；开发绿色且可规模化生产的路线；探索新型熵合金组合以扩大合成范围。
综述文章全面总结了当前文献中高熵合金纳米粒子的主要合成策略，从物理学与化学的不同途径入手，将复杂的多元金属构造问题具体化，并通过实验数据与理论深入解析了方法的优点及局限。这篇文章的价值不仅体现在方法学的整理上，还为未来智能化设计高熵纳米材料指明了方向，适合从事纳米科技、材料化学以及新能源开发的科研人员阅读。