正文
研究内容：
最近，南京理工大学冯涛教授联合中科院物理所
/
松山湖材料实验室孙保安研究员、南京理工大学湛诚教授、陈双琴副教授在非晶合金的应变工程应用方面取得了重大突破。研究人员
通过设计出具有梯度结构的非晶合金丝材（
GS-MGs
），成功实现了利用对非晶合金的应变调控提升其电催化性能。
研究人员利用
HAADF-STEM
、纳米压痕以及热力学测试等多角度结构表征技术证明了通过改进的
Taylor
–
Ulitovsky
技术制备出的
Ni
40
Fe
40
P
20
(NFP)
非晶合金丝材具有显著的梯度结构，具体体现在从内部到表面的原子密度逐渐降低。这种梯度结构源于玻璃包覆技术产生的应力调控，使得表面原子结构发生巨大应变，具有更低的原子堆积密度以及更高的能量状态。并且在
Ni
基、
Fe
基、
Co
基以及
Pd
非晶合金丝中均发现了这种梯度结构普适性存在的结果，进一步证明了梯度结构设计的广泛适用性。
研究发现，这种
GS-MG
在阴极的析氢反应（
HER
）和阳极的氧化反应（
OER
）中表现出了远超传统
MG
的电催化性能。结合
DFT
的模拟计算结果表明，
NFP
非晶合金中密度的降低会导致
d-band
中心上移，从而增强了其与吸附物之间的相互作用，这一特性非常有利于
HER
和
OER
的反应过程，进一步证实了
GS-MG
梯度材料对于提升电催化的重要贡献。接着，研究人员利用
Nano-CT
技术发现这种梯度非晶结构有利于其在化学脱合金过程中形成特殊的三维纳米孔结构（
3D-NP
），其在整体水分解反应中表现出了突破性的性能。在
10 mA/cm
2
电流密度下，
NFP
非晶合金展现出低至
1.378V
的电势，而在
1000 mA/cm
2
电流密度下，其电势为
1.682V
，并且维持了长时间下的优异稳定性。这一表现证明了应变工程策略在提升非晶合金催化性能方面的巨大潜力。
这一突破性的研究成果展示了非晶合金材料在催化领域的应用前景，并为未来水电解技术的普及和商业化铺平了道路。梯度结构作为一种创新策略，将极大地推动非晶合金催化剂的性能提升，进而助力可再生能源技术的进一步发展。
