▲中研院應科中心研究員包淳偉（見圖）參與跨國團隊，研發出超彈性高熵艾林瓦 （Elinvar）合金。（圖／中研院提供）
記者許敏溶／台北報導
中央研究院應用科學研究中心研究員包淳偉與跨國團隊合作，以理論模擬結合實驗結果，研發出超彈性高熵艾林瓦（Elinvar）合金，擁有目前所知最高標準化強度與極低彈性能耗損，能承受更大的外加應力且不容易變形，預估10年後可運用在軍武航太、能源、生醫產業。
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傳統合金材料是由一種成分濃度最高的主體元素加入其他元素組成，例如鋼材是以鐵為主體元素，再摻雜碳及其他元素，而隨著尖端科技發展，材料科學研發也日新月異，其中高熵合金（high entropy alloy）是由多種元素以相近濃度均勻混合，突破傳統材料瓶頸，具有強度提升，更加耐磨、耐溫及輕量化等優勢。
清華大學材料科學工程學系特聘教授葉均蔚，在2004年提出高熵合金概念，開啟「金屬調和學」新領域，葉均蔚也因此被稱為「高熵合金之父」，目前已有少部分產業應用，如金屬切削加工使用的刀具等。
▲中研院應科中心研究員包淳偉參與跨國團隊，研發出超彈性高熵艾林瓦合金，圖為該合金內部分子結構模擬狀況。（圖／中研院提供）
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許多研究人員上述基礎上持續深化，而包淳偉則與台北科大材料系助理教授陳信安，以及香港大學、香港城市大學等全球多個研究團隊合作，研發出超彈性高熵艾林瓦合金，擁有目前所知最高標準化強度、極低的彈性能耗損，研究成果在近期登上國際知名學術期刊《自然》（Nature）。
包淳偉表示，研究團隊結合電腦模擬與實驗，首次發現結合鈷、鎳、鉿、鈦、鋯這五種元素，原子大小差異高達11%的組合，能形成晶體結構穩定的高熵合金，經原子尺度的電腦模擬發現，新合金內原子的獨特結構，導致其內部原子約9%的晶格畸變，遠超過一般高熵合金材料的2%，增加原子間差排移動的難度，不容易產生永久變形，而機械性質量測結果也顯示，這種新合金有目前所知的最高彈性極限，相較絕大部分金屬，可以承受更大的形變。
此外，包淳偉指出，不同於大部分金屬加熱後會軟化，新合金表現出艾林瓦效應，對巨大溫差接近「無感」，即使加熱到攝氏726度左右，其剛度仍然與室溫下相當，而且實驗結果也顯示，新合金的彈性能量耗損極低，代表未來若製成機械設備零件，可讓驅動設備的輸入能量盡可能轉換成推進力，不致於浪費能量。
包淳偉的研究團隊，目前正持續進行更大尺度的分子模擬，希望能更加深入了解新合金的獨特機械性質與形變機制，將研究成果應用在要求恆定彈性、需應付溫度急遽變化的高精密元件中，保守估計，10年後可實際運用在軍武航太、能源、生醫產業。
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