由美國桑迪亞國家實驗室(Sandia National Laboratories; SNL)等組成的研究團隊利用高熔點耐火金屬，開發了一項比超合金(Superalloy)等既有超耐熱合金更加輕量且擁有優異耐熱強度的「多主元素合金(MPEA)」。研究團隊在實驗中亦難以製造之高熔點難熔金屬的多元素合金系統中探索新合金，利用可以在短時間內熔化粉末金屬以快速製作樣品的3D列印，開發出可以提高渦輪蒸汽溫度並提升發電效率的新材料，藉此將可望有助於減少發電廠的二氧化碳排放量。
目前在人類文明發展中發揮重大作用的材料大部分都是在單一基本元素添加少量其他元素組成的合金類材料。例如支持社會基礎設施發展的鋼材是透過在主要元素的鐵中添加少量碳而獲得高強度，而在矽半導體中則是藉由添加微量不純物，進而實現p型與n型半導體。相對於此，以3種以上的元素為主要元素等量混合而成的多主元素合金(MPEA)則做為新類別的金屬而備受矚目。MPEA的特徵在於透過發揮了多種元素固溶強化的強化機制，微細裂紋難以形成，進而構成具有多種特性的複數個結晶相。因藉可望同時實現高強度與高延展韌性，並表現出耐熱性、耐磨性、耐腐蝕性等特性。
SNL的研究團隊積極投入耐熱強度超越鎳類(Ni)、鈷類(Co)等既有超合金的合金開發。一般而言，金屬在超過其熔點一半的高溫下開始軟化或潛變(Creep)，使其無法保持耐熱性。Ni、Co的熔點為1450℃左右，而鈮(Nb)、鉬(Mo)、鉭(Ta)等難熔金屬元素的熔點高達2450℃以上，展望此類優異的耐熱性，研究團隊即試圖利用高熔點難熔金屬開發MPEA。
然而，由於難熔金屬的熔融合金化需要在非常高的溫度範圍內進行處理，因此很難對多種元素的大量組合進行系統性的實驗。對此，研究團隊採用了3D列印，透過利用高能量雷射將各種粉末材料瞬間熔融合金化並急速冷卻凝固，從而輕易地取得樣品。經過系統性地探索，發現42%Al-25%Ti-13%Nb-8%Zr-8%Mo-4%Ta合金比目前渦輪機所使用的耐熱超合金更為輕量，並具有高達800℃的耐熱強度。另透過電子結構理論，成功地驗證了熱力學方面高耐熱性的由來。然將新合金實際投入大型渦輪零組件用途之前仍有許多課題待解決，但研究團隊表示，若能利用新合金提高渦輪蒸汽溫度的話，將可望增加發電量並減少二氧化碳排放。此外，透過基於多種元素之間原子等級相互作用的電腦模型計算進行材料性能預測，並與3D列印的高效率實驗方法相結合，將可藉此開拓材料科學研究的新途徑。