华中科技大学于海滨/湖北大学彭旭Matter：统计揭示高熵材料熵-性能双模式：从渐变演化到突变涌现 | Cell Press论文速递

本文围绕高熵材料中混合熵与性能关系这一核心问题展开研究。背景方面，高熵材料因多主元组成在能源领域备受关注，但其优异性能是源于“熵效应”还是元素间组分协同一直存在争议。研究目的是通过统计方法系统揭示“熵-性能”关联模式，为高熵材料从经验试错走向定量设计提供依据。华中科技大学于海滨教授团队与湖北大学彭旭副教授团队合作，构建了涵盖二元至九元组分的高熵氧化物材料库（超过150种），并统一测试其析氢反应(HER)、析氧反应(OER)和赝电容性能。结论揭示了两种截然不同的关联模式：电催化性能（HER/OER）随混合熵增加呈连续优化的“演化模式”，而赝电容储能性能在混合熵超过临界值后表现出突变增强的“涌现模式”。研究进一步筛选出性能优异的尖晶石型高熵氧化物(Fe₀.₂₃Co₀.₂₃Ni₀.₂₃Cr₀.₂₃Mo₀.₀₇)₃O₄，其HER过电位仅84 mV、OER过电位180 mV、比电容1103 F g⁻¹。该工作建立了混合熵与性能的定量关联框架，指出高熵是实现优异性能的重要条件，但需结合结构稳定、元素协同等多重要素。研究发表于Cell Press旗下期刊Matter。