npj: 多组分系统：不可避免的无序和熵学术资讯

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在吉布斯自由能控制下，材料在有形世界形成，人们在室温和常压下享受轻松生活。这个有形世界中通常焓占据很大一部分。而在过去的二十年中，对新材料的研究主要集中在焓的优化上。为此人们提出了诸如聚类扩展、遗传和组合等许多算法。

这些方法都在试图解决马多克斯诅咒（“物理科学中一直存在一个令人羞愧的事实：预测和发现由少数元素组成的系统往往成功，而对复杂成分的探寻，却常常无法预测材料的结构，甚至无法给出最简单的晶体结构”）。这时人们注意到：材料的多态性仍然能够挣脱焓的束缚！就在人们对材料功能的不断追求、从而推动对更复杂材料研究的过程中，出现了意想不到的事情：高熵合金。相变的理想境界——前体不断寻求最稳定的构象——被打破了，人们开始相信无序也是有用的。怀疑论者认为，高熵合金只是固溶体的另一个名词而已。与此同时，出现了新的材料家族：熵稳定的氧化物、高熵碳化物和高熵硼化物。每个都全身充斥着意想不到的属性。

——由美国杜克大学机械工程与材料科学系的Stefano Curtarolo领导的研究小组，就此开始了他们理论探索成果的介绍。

该文近期发表于npj Computational Materials 5: 69 (2019)，英文标题与摘要如下，点击左下角“阅读原文”可以自由获取论文PDF。

Unavoidable disorder and entropy in multi-component systems

Cormac Toher, Corey Oses, David Hicks & Stefano Curtarolo

The need for improved functionalities is driving the search for more complicated multi-component materials. Despite the factorially increasing composition space, ordered compounds with four or more species are rare. Here, we unveil the competition between the gain in enthalpy and entropy with increasing number of species by statistical analysis of the AFLOW data repositories. A threshold in the number of species is found where entropy gain exceeds enthalpy gain. Beyond that, enthalpy can be neglected, and disorder—complete or partial—is unavoidable.

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