清大教授葉均蔚 榮登當今臺灣科學界影響力第一人

清大教授葉均蔚 榮登當今臺灣科學界影響力第一人

清大材料系講座教授葉均蔚研發出無火花無毒的高熵合金安全工具。圖/清大提供

被譽爲「高熵合金之父」的清華大學材料系講座教授葉均蔚,打破以往學界所認知合金所含金屬元素越多、比率越高越易脆裂的迷思,率先提出高熵合金理論,並混合5種或5種以上等量或比例接近的元素,創造出更強、更韌、更輕,且耐高溫、抗腐蝕、延展性更高的新型合金。

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葉也登上美國史丹佛大學團隊日前公佈的「全球前2%頂尖科學家」榜單,在單年度科學影響力排行榜中名列全臺第一;全球材料領域榮登第二名,在華人材料領域中排名第一。

清大指出,美國史丹佛大學團隊自2019年起,使用全球最大的論文引用資料庫Scopus,依據總引用次數、綜合評估質與量的H指數、單獨或第一作者等6項關鍵指標,來分析全球約960萬名科學家的研究表現,發表「全球前2%頂尖科學家」榜單,其中包括「終身」及「年度」兩項科學影響力排名。

在史丹佛大學團隊於2023年底公佈的「年度科學影響力排行榜」中,統計全球科學家在前一年,即2022年的年度科學影響力。葉均蔚在全球所有領域的科學家中排名第152名,並榮登全臺第一。值得一提的是,葉均蔚在2022年度全球材料領域的科學影響力排名第二。

葉均蔚表示,他歷年來發表論文的篇數294篇,總引用次數近4萬4000次,都不算是最多的。他的研究團隊包括林樹均及陳瑞凱兩位教授在內,只有20多人,且以碩士生爲主,可說是「小本經營」。

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葉均蔚是所謂的「三清」,學士、碩士、博士學業都在清華大學完成。一輩子沒有留過洋,是道道地地的臺灣土產博士。17歲大一那年到清大校園,除了之後服兵役的2年就再也沒有離開過清大。每天一早從學校宿舍穿越小停車場,到研究室及合金鋼廠開始研究,半世紀風雨無阻。

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他早在1995年時就有了高熵合金的構想及探索,但這個顛覆傳統材料配方思維的想法卻不被接受。二十多年前葉以高熵合金研究申請國科會前瞻奈米計劃時,還有審查委員認爲他觀念有誤。

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即使如此,葉均蔚仍堅持不懈,一步步實驗、驗證,建立起高熵合金的理論架構。在2004年,也是他投入高熵合金研究的第9年,一口氣發表了5篇震撼國際的重磅論文,命名「高熵合金」(High-entropy alloys),論述高熵合金原理,並提出4項核心效應,帶動了其它高熵及中熵材料研究,自此開創全新的材料研究及應用領域。

自葉均蔚開創高熵合金及高熵材料一方之學,帶動了全球許多新材料的開發和研究,每年相關論文數呈指數性成長,累計論文數超過1萬5000篇;開發出的新材料具有力學、物理、化學及功能上的優越特性,已應用於民生、智慧機械、生醫、國防及太空科技等領域。

葉均蔚被國際譽爲「高熵合金之父」,榮獲2021年行政院傑出科技貢獻獎。頂尖國際期刊「自然」(Nature)更在2016年特別越洋專訪葉均蔚,報導他獨創的「金屬調合學」,肯定了臺灣爲高熵合金發源地的研發成果。

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「熵,不只是亂度,更是一種哲學。」葉均蔚認爲,高熵代表的是多元、包容、融合與和諧。當初命名時,他就認爲「高熵」(High-entropy)比「多元」(Multi-component)更能貼切形容多元的合金或材料。

古代製作青銅器,會在銅中加入適量的錫來增加強度;但中外工匠都知道,錫不能加太多,否則容易脆裂。同樣地,將碳元素加入鐵中成爲碳鋼,碳越多,強度越強,但也越脆。但葉均蔚打破迷思,他認爲,當多種元素混合時,亂度高的混合態反而變得穩定,性能更好。也就是這個帶些哲學意味的想法,引領他取得前所未有的突破。清大圖書館現正展出「亂度中的哲學-高熵合金之父葉均蔚」特展,特別製作了一面金屬元素週期表牆。

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清大材料系講座教授葉均蔚開創全新的金屬調合學。圖/清大提供