“或许说它有意思，原因在于一两年前连我自己也觉得这个应用领域领域是一个段子。但是，此项科学研究却说明该应用领域领域存在着巨大的发展潜力。甚至可能会改变整个电池组合金材料物流配送的现况”谈到新一代学术论文丰硕成果所牵涉的科学研究应用领域领域，加利福尼亚华盛顿大学助理副教授李德彬表示。
近期，他和英国洛斯阿拉莫斯北欧国家生物医学格赖特·达格（Gerbrand Ceder）副教授研究组，将高熵合金材料的基本概念应用领域到液态钙的合作开发中，证明了能通过重新加入高熵钛阳阴离子氧化物，来推动阴离子电阻率的提高。
2022 年 12 月 22 日，相关学术论文以《推动阴离子电阻率的高熵监督机制》（High-entropy mechanism to boost ionic conductivity）大篇幅在 Science 上刊登[1]。
英国洛斯阿拉莫斯北欧国家生物医学合金生物科学部科学副研究员曾艳为学术论文的第一译者，加利福尼亚华盛顿大学生物化学与曼彻斯特大学现职副教授李德彬和英国洛斯阿拉莫斯北欧国家生物医学合金生物科学部格赖特·达格副教授为学术论文的协力通信译者。
在前两年 Science 上，德国斯图加特理工大学材料科学科学研究院的米里什基夫齐 ·博布季夫（Miriam Botros）教授和库尔特 ·雅塞克（Jürgen Janek）副教授，编写了专文《亲吻液态电池组的失序》的评学术论该文[2]。
实际上，在合金材料应用领域领域最炙手可热的五大关键字中，“高熵钛”和“电池组合金材料”一直列名。
高熵钛应用领域领域的研究者主要著眼机械操控性，电池组合金材料应用领域领域的研究者则重点关注高分子操控性。
如果把这两个本互相冲突的应用领域领域共振在一起科学研究，很容易被打上“炒基本概念”的条码。
在此之后，之前也并没有任何理论或科学研究说明，高熵合金材料能为电池组的高分子操控性提供益处。
“虽然我曾在 2020 年合作刊登过一篇 Nature Materials 学术论文，发现高熵对于特定的电极合金材料来说是有帮助的，但是我们当时并不确定高熵对电池组合金材料是否具有普适意义。”李德彬说。
而此项科学研究取得的丰硕成果，彰显了该应用领域领域具备的巨大潜能。其有利于高熵电池组合金材料提供一种在不需要钴或富镍（在正极合金材料中）或者锗或钛（液态钙中）等“关键元素”的条件下，让电池组实现目标操控性的方案，从而更好地解决电池组的合金材料物流配送问题。
“当然我们目前只是提出了理论和实验证据去确认和描述这件事情的可行性和运行机理，还需要很多后续工作才能真正实现商业化。”李德彬解释道。
据李德彬介绍，由于失序合金材料会给阴离子扩散的能量路径带来随机扰动，增加能量的局域最低值态产生的可能性，这个其实在半导体很常见，就是指输运过程中电子被能量势井给限制住。
因此在科学研究一开始，他和自己的教授后导师格赖特·达格副教授秉持的是与最终科学研究结果相反的态度，甚至考虑编写一篇该文，否定用高熵合金材料做电池组的普遍意义。
但他经过不断思考，重新得出了一个想法。“合金材料的离子导率除了和载流子的浓度有关，还与扩散势垒有关。
只要扩散势垒能够被降低，阴离子导率会指数级别增加，这时候损失一点载流子浓度也没什么，因为载流子浓度的降低只会线性降低导率。”
图丨结构变形对晶格位点能量和渗基于此，李德彬和曾艳进行了仔细的讨论与推敲，并分别完成了一系列计算和相应的控制变量实验，最终成功确认了该想法。
此外，值得一提的是，之前生物学家们在科学研究高熵钛时发现其具有高熵、鸡尾酒效应、晶格畸变大和动力学缓慢这四大特性，而该科学研究则在能源合金材料应用领域领域为动力学缓慢这一传统认识提供了反例和理论支撑。
从应用领域层面上看，该科学研究探讨的是液态中阴离子导率的问题，所以未来所有与原子/阴离子扩散相关的问题，都能从该丰硕成果出发并开展下一步探讨。
目前， 李德彬所在的加利福尼亚华盛顿大学的研究组，已经得到了三星 SDI 等企业的资助，将继续开展对高熵电池组合金材料的科学研究。
在此之后，英国一些企业也开始了关于这类合金材料的研发之路。“我希望在不远的将来，商业化的能源合金材料中会有高熵合金材料的一席之地。”李德彬说。
关于该项科学研究的后续计划，李德彬也介绍了以下三个方面。
首先，他将带领研究组侧重于科学研究高度失序合金材料在能源应用领域领域的应用领域，比如高熵合金材料、无定型合金材料等。这也是合金材料计算应用领域领域的难点，他的研究组希望通过突破理论难点要给技术和产品带来新的思路。
其次，由于高熵电池组合金材料应用领域领域的科学研究工作还非常有限，因此未来其将会积极与外界联合，推动该应用领域领域向深入细致的方向发展。
考虑到商业化的很多电池组合金材料，比如层状三元正极合金材料和石榴石液态钙都经过了大量研究者反复的推敲和迭代。高熵电池组合金材料也需要经历类似的过程以及更多专家研究者的严格推敲。
然后，基于高熵合金材料本身的一些成分结构特性，推动新的合金材料科学研究方式的产生。
比如，机器学习显然会在这个应用领域领域非常重要，同时我们也需要特殊的机器学习的方式，因为这里面的生物化学组分以及合成空间很多时候是不能够用传统的基于暴力穷举的办法去做取样和机器学习训练的。
“我希望自己在这篇该文中做的一些阐述，能够激发起那些准备进入科研圈的年轻学生对这个应用领域领域的兴趣。
同时，我们研究组在未来一两年会持续招收教授和教授后，欢迎感兴趣的同学重新加入，为失序能源合金材料应用领域领域提供新的思路和理论解决方案。”李德彬最后说。
参考资料：
1.Y., Zeng, B., Ouyang, J., Liu, et al. High-entropy mechanism to boost ionic conductivity. Science 378, 6626 , 1320-1324（2022）. https://www.science.org/doi/10.1126/science.abq1346
2.Botros, M., & Janek, J. (2022). Embracing disorder in solid-state batteries. Science, 378(6626), 1273-1274.
