抗菌高熵合金可以廣泛應(yīng)用在公共場所、家居、家電、食品加工、醫(yī)療器械、制藥、管道運輸、船舶、海洋工程等眾多領(lǐng)域。
在金屬合金材料表面，細(xì)菌與病毒容易黏附，存在污染與病毒傳播問題，特別是腐蝕性微生物附著會導(dǎo)致金屬合金制品被腐蝕，造成經(jīng)濟損失，因此抗菌金屬合金材料研究重要性突出。傳統(tǒng)的抗菌金屬合金在機械性能、耐腐蝕性能等方面存在不足，無法滿足苛刻場景下的應(yīng)用需求。
高熵合金（HEA），由五種或五種以上等量金屬制成的合金，具有優(yōu)良的抗拉強度、抗斷裂、耐磨、抗氧化、耐腐蝕、耐高低溫等特點。憑借良好的綜合性能，進入21世紀(jì)以來，高熵合金研究進展迅速、產(chǎn)業(yè)化速度加快。
抗菌高熵合金可以用作耐微生物腐蝕金屬材料，應(yīng)用在海洋環(huán)境中，例如用來建造船舶、跨海大橋等，能夠同時滿足耐腐蝕性、抗菌性要求，防止海洋微生物腐蝕導(dǎo)致的經(jīng)濟損失；可以用作抗病毒金屬材料，用于公共場所、家居等方面，用來制造電梯按鈕、門把手、餐廚具等需要頻繁接觸的產(chǎn)品，能夠抗H1N1等部分常見的病毒，降低病毒傳播風(fēng)險。
在醫(yī)療器械領(lǐng)域，抗菌高熵合金可以用作醫(yī)用植入物材料。醫(yī)用植入物對制造材料的強度、硬度、彈性模量、耐磨性、耐腐蝕性、生物相容性等要求高，以鎵、鈦、鋯、鈮、鉭等金屬元素為原料制成的生物相容性好的抗菌高熵合金，可以應(yīng)用在骨科植入物、血管介入器械等制造領(lǐng)域，具有抗菌、安全性高等優(yōu)點。
銅、銀是最常見的抗菌金屬元素，將其引入高熵合金中，設(shè)計得到的含銅高熵合金、含銀高熵合金、含銅銀高熵合金具有優(yōu)異綜合性能，例如CuCoCrFeNi抗菌高熵合金、CoCrFeMnNi-xCu抗菌高熵合金等。我國抗菌高熵合金相關(guān)研究機構(gòu)主要有東北大學(xué)、華東交通大學(xué)、大連理工大學(xué)、沈陽理工大學(xué)等。
2024年12月，東北大學(xué)團隊和大連理工大學(xué)團隊合作，開發(fā)了一種新型的含銅銀高熵合金，與含銅高熵合金相比，力學(xué)性能、耐腐蝕性明顯改善，與含銀高熵合金相比，具有高效廣譜抗菌性能，此外還具有顯著的抗病毒特性，相關(guān)研究成果發(fā)表于《Advanced Functional Materials》。
新思界
行業(yè)分析人士表示，我國抗菌高熵合金相關(guān)專利主要有東北大學(xué)、大連理工大學(xué)的“一種高強塑性的抗菌高熵合金及其制備方法”、“一種含銅銀抗菌高熵合金、其制備方法及用途”，浙江省人民醫(yī)院的“一種低銅含量的抗菌高熵合金、制備方法及應(yīng)用”等。
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