苍耳仿生铁基中熵合金

抗菌率99.9%，6小时起效

结合TRIP/TWIP效应与苍耳仿生结构，实现高力学性能下的快速广谱抗菌

赵燕春 · Ma, Huwen · Jian-Dong, Sun · Luo, Junhui · Yu, Su · Feng, Li · Liu, Tianzeng · 占发琦 · Zhiqi, Yu · 杨铁 · 刘德学 · Liaw, Peter K.

Rare Metals 2025

具体参数

抗菌率

{'zh': '99.9', 'en': '99.9'} %

抗菌活化时间

{'zh': '6', 'en': '6'} h

腐蚀电流密度

{'zh': '1.022', 'en': '1.022'} A·cm⁻²

腐蚀电位

{'zh': '−0.297', 'en': '−0.297'} VSCE

功函数

{'zh': '3.7', 'en': '3.7'} eV

表面能

{'zh': '1.9', 'en': '1.9'} J·m⁻²

纳米抗菌相尺寸

{'zh': '<350', 'en': '<350'} nm

技术优势

不用时效热处理

铸态和热处理态合金均无需额外的抗菌时效热处理，即可获得高抗菌率，简化工艺流程。

6小时快速杀菌

Cu12Ag2合金在与细菌接触6小时内即达到99.9%抗菌率，活化时间短，适用于对快速响应要求高的场景。

耐蚀性优于304不锈钢

Cu2Ag0.5合金的腐蚀电流密度仅为1.022 A·cm⁻²，腐蚀电位−0.297 VSCE，综合耐蚀性能优于304不锈钢，适合腐蚀环境下的承载应用。

离子释放能力强

Cu12Ag2具有最低的功函数（3.7 eV）和最高的表面能（1.9 J·m⁻²），表明其离子释放能力最强，有利于快速抗菌。

应用场景

• 抗菌结构材料：直接加工成承载抗菌部件，无需额外热处理或涂层。
• 高强耐蚀合金：替代304不锈钢，用于腐蚀环境下的高强承载件。
• 医疗设备部件：制造骨科植入物或手术器械，同时满足力学和抗菌要求。
• 医疗机器人外壳：用于外壳可主动抗菌，减少表面病原体传播。