由韓國和日本科學家組成的團隊發(fā)現(xiàn)了一種能夠“呼吸”的新型晶體，即在相對較低溫度下反復釋放和吸收氧氣。這種獨特能力可能徹底改變清潔能源技術(shù)的開發(fā)方式，包括燃料電池、節(jié)能窗戶和智能熱管理裝置。近日，這項研究發(fā)表在《自然—通訊》上。
科學家研發(fā)出一種具有氧氣呼吸功能的特殊晶體，該成果有望應用于清潔能源技術(shù)及下一代電子設(shè)備領(lǐng)域。圖源：Hyoungjeen Jeen
這種新開發(fā)的材料是一種由鍶、鐵和鈷構(gòu)成的特殊金屬氧化物。其非凡之處在于，在簡單氣體環(huán)境中加熱時能釋放氧氣，隨后又能將其重新吸收，且整個過程中材料結(jié)構(gòu)保持完整。該過程可重復多次，使其非常適合實際應用。
“這就像賦予晶體肺部功能，它可以按指令吸入和呼出氧氣。”韓國釜山大學物理系教授Hyoungjeen Jeen解釋道。材料中的氧控制對于諸如固體氧化物燃料電池等技術(shù)至關(guān)重要，該電池可通過氫氣發(fā)電且排放極低。該技術(shù)在熱晶體管（能像電開關(guān)一樣導熱的裝置）和根據(jù)天氣調(diào)節(jié)熱流的智能窗戶中同樣具有應用價值。
迄今為止，能實現(xiàn)這種氧控制的大多數(shù)材料要么過于脆弱，要么只能在極端高溫等苛刻條件下運行。而這種新材料在更溫和條件下即可工作并保持穩(wěn)定。
“這一發(fā)現(xiàn)有兩大突出特點：只有鈷離子被還原，且該過程會形成全新而穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)。”Jeen說。
研究還表明當氧氣重新引入時，材料能恢復原始形態(tài)，證明該過程完全可逆。“這是實現(xiàn)實時自我調(diào)節(jié)智能材料的重要一步。”日本北海道大學電子科學研究所教授Hiromichi Ohta表示，“潛在應用范圍涵蓋清潔能源、電子設(shè)備甚至環(huán)保建筑材料。”
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-62612-1
本文鏈接：科學家發(fā)現(xiàn)可像肺一樣呼吸氧氣的晶體http://www.sq15.cn/show-11-25133-0.html
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