在合金材料中，非晶合金（又稱金屬玻璃）是一類新型的多組元合金。它們有獨(dú)特的無序原子結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的力學(xué)和物理化學(xué)特性，吸引了材料科學(xué)和凝聚態(tài)物理等多個(gè)領(lǐng)域的關(guān)注。非晶合金既可以具有高達(dá)6.0GPa、比普通鋼材高出15倍的強(qiáng)度（如Co基非晶合金），又可以像塑料一樣進(jìn)行超塑性加工。

非晶合金的多組元特點(diǎn)提供了海量的元素配比，使得性能調(diào)控可以在極寬的成分范圍實(shí)現(xiàn)，為非晶合金提供了廣闊的應(yīng)用場景。例如，軟磁性能優(yōu)異的鐵基非晶合金已經(jīng)廣泛應(yīng)用于變壓器、高速電機(jī)等高附加值產(chǎn)品。然而，非晶合金的元素多樣性所帶來的成分復(fù)雜程度也嚴(yán)重阻礙了高性能新材料的設(shè)計(jì)和有效開發(fā)。60年來，全世界近百個(gè)研究組僅獲得十多個(gè)可以大規(guī)模應(yīng)用的非晶合金成分，大量具有特殊性能的非晶合金材料還沒有被發(fā)現(xiàn)。

對(duì)非晶合金而言，最重要、最基本的參量是非晶形成能力，因?yàn)樗苯記Q定了某種合金成分能形成多大尺寸的完全非晶態(tài)材料并表現(xiàn)出非晶合金特有的性能。探索非晶形成能力強(qiáng)的合金體系一直是非晶合金領(lǐng)域的核心科學(xué)問題、關(guān)系到非晶合金工程應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)難題。但是非晶合金的形成過程涉及物理、化學(xué)、材料等多學(xué)科交叉基礎(chǔ)問題和多體相互作用，其復(fù)雜性使得現(xiàn)有的理論和計(jì)算模擬尚不能精確預(yù)測合金成分。多年來，非晶合金的開發(fā)始終停留在傳統(tǒng)的“試錯(cuò)法”階段，探索過程低效、漫長，致使非晶合金的材料創(chuàng)新面臨重大挑戰(zhàn)和瓶頸。

材料基因工程是近年來以加速材料研究和材料探索為主要目標(biāo)的新理念，其中的高通量實(shí)驗(yàn)是在海量樣品中直接優(yōu)選新材料、獲取實(shí)驗(yàn)大數(shù)據(jù)的基本手段。在高通量實(shí)驗(yàn)中，組合制備能夠?qū)崿F(xiàn)系列樣品的平行合成，結(jié)合結(jié)構(gòu)和性能的高通量表征，材料基因工程可在短時(shí)間內(nèi)篩選出具有預(yù)期特性的新材料，大幅提高新材料研發(fā)的效率。

近日，中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心柳延輝、汪衛(wèi)華研究組和美國耶魯大學(xué)、約翰霍普金斯大學(xué)、日本東北大學(xué)組成合作團(tuán)隊(duì)，采用材料基因工程理念開發(fā)了獨(dú)特的高通量實(shí)驗(yàn)方法，在高性能非晶合金的成分設(shè)計(jì)和探索中取得突破，實(shí)現(xiàn)了非晶合金的快速篩選，研制出高溫高強(qiáng)非晶合金材料新體系。高通量實(shí)驗(yàn)方法在非晶合金領(lǐng)域創(chuàng)造性的應(yīng)用，有望突破成分多樣性和復(fù)雜性造成的非晶合金材料探索所遇到的瓶頸，解決非晶合金的形成能力問題，實(shí)現(xiàn)非晶合金新材料的高效探索，獲得更多高性能非晶合金材料，拓寬非晶合金在高技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。