想象一下，一種晶體擁有像肺一樣的功能，能像呼吸一樣反復(fù)吸收和釋放氧氣，而且永不損壞。這聽(tīng)起來(lái)像是科幻電影中的場(chǎng)景，但現(xiàn)在，來(lái)自韓國(guó)釜山大學(xué)和日本北海道大學(xué)的科學(xué)家們已經(jīng)將它變成了現(xiàn)實(shí)！他們開(kāi)發(fā)出一種革命性的“會(huì)呼吸”晶體，這種材料的突破性發(fā)現(xiàn)，有望徹底改變我們獲取清潔能源的方式，為未來(lái)的燃料電池、智能窗戶(hù)和熱力設(shè)備帶來(lái)革命！

這項(xiàng)顛覆性研究，近日登上了國(guó)際頂級(jí)期刊《自然·通訊》（Nature Communications）。它代表著材料科學(xué)和清潔能源領(lǐng)域的一個(gè)重大飛躍，讓科學(xué)家們看到了制造更高效、更耐用能源設(shè)備的希望。

在此之前，科學(xué)家們也曾發(fā)現(xiàn)過(guò)一些能吸收和釋放氣體（如氧氣）的材料，但它們大多非常脆弱，在反復(fù)的“呼吸”循環(huán)后會(huì)迅速失效。這就像一個(gè)人的肺，只能呼吸一兩次就壞掉。因此，尋找一種穩(wěn)定、可逆且能在溫和條件下工作的“呼吸”材料，一直是該領(lǐng)域的巨大挑戰(zhàn)。這項(xiàng)創(chuàng)新的獨(dú)特之處在于：

• 材料的獨(dú)特性：這種“會(huì)呼吸”的晶體是一種特殊的金屬氧化物，由鍶、鐵和鈷三種元素組成。研究人員通過(guò)精密的工程設(shè)計(jì)，賦予了它獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)。
• 超凡的穩(wěn)定性：這個(gè)新晶體的最大突破在于其穩(wěn)定性和可逆性。它可以反復(fù)進(jìn)行吸收和釋放氧氣的循環(huán)，而不會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的損壞或性能下降?？茖W(xué)家們形象地將其功能比喻為賦予了晶體“肺”，強(qiáng)調(diào)了它在長(zhǎng)期使用中的可靠性。
• 溫和的工作條件：與需要極端環(huán)境的材料不同，這種晶體可以在相對(duì)溫和的條件下工作，這使得它在實(shí)際應(yīng)用中具有巨大的優(yōu)勢(shì)。

這項(xiàng)突破性研究的意義是巨大的：

1. 清潔能源的革命：這種“會(huì)呼吸”的晶體，可以被用于制造新一代的固體氧化物燃料電池。這種電池能以極低的排放量發(fā)電，是未來(lái)清潔能源系統(tǒng)的重要組成部分。這種晶體的加入將使其效率更高、壽命更長(zhǎng)。
2. 智能建筑的新材料：它可以被集成到智能窗戶(hù)中，根據(jù)環(huán)境溫度的變化來(lái)調(diào)節(jié)熱量，從而實(shí)現(xiàn)建筑的節(jié)能。
3. 下一代熱力設(shè)備：這種材料還能用于開(kāi)發(fā)新一代的熱力設(shè)備，其超高的熱轉(zhuǎn)換效率，將在工業(yè)和消費(fèi)領(lǐng)域帶來(lái)新的可能。

當(dāng)然，從實(shí)驗(yàn)室的成功到大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，還需要更多的時(shí)間。但無(wú)疑，韓國(guó)和日本的科學(xué)家們帶來(lái)的這項(xiàng)突破，已經(jīng)為我們描繪了一個(gè)充滿(mǎn)希望的未來(lái)——一個(gè)由“會(huì)呼吸”晶體驅(qū)動(dòng)，更高效、更可持續(xù)的清潔能源新時(shí)代。

參考資料：DOI：10.1038/s41467-025-62612-1