這種水晶有一種超能力：它可以“呼吸”氧氣

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種金屬氧化物名字朗朗上口 SrFe_0.5公司_0.5O_2.5（或簡稱 SFCO）可以“呼吸”，吸收氧原子并在相對(duì)較低的溫度下再次釋放它們而不會(huì)破裂。

之所以如此重要，是因?yàn)檫@些被稱為過渡金屬氧化物的材料基本上可以用氧原子重新編程。隨著原子的添加或移除，材料的特性（包括磁性）和電導(dǎo)率– 可以更改。

這種概念驗(yàn)證有可能為電子產(chǎn)品中常用材料的行為提供新的控制程度，清潔能源系統(tǒng)，和建筑物，通過周圍氣體中的氧氣。

相關(guān)：首次在合成晶體中發(fā)現(xiàn)螺旋磁性

SFCO 由鍶、鐵和鈷，但只有鈷原子被“呼吸”改變了。這表明未來有機(jī)會(huì)更精確地微調(diào)材料。

“這一發(fā)現(xiàn)在兩個(gè)方面令人震驚，”說物理學(xué)家 Hyoungjeen Jeen，來自韓國釜山國立大學(xué)。

“只有鈷離子被還原，這個(gè)過程導(dǎo)致形成一種全新的但穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)。”

隨著氧氣從晶圓般薄的材料片中去除，它變得更加透明和更絕緣（所以電阻增加）。晶體結(jié)構(gòu)也變得略大。

研究人員指出的另一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)是，這個(gè)過程是可逆的：不僅氧氣可以被刪除，但當(dāng)氧氣恢復(fù)時(shí)，SFCO 會(huì)恢復(fù)正常。這是材料工程的另一個(gè)有用屬性。

雖然研究人員懷疑 SFCO 會(huì)提供一些有趣的狀態(tài)變化，他們沒有預(yù)料到氧氣的添加和減少會(huì)導(dǎo)致完全的重新排列。

“這就像給水晶肺，它可以根據(jù)命令吸入和呼出氧氣。”說吉恩。

一個(gè)潛在的應(yīng)用是固體氧化物燃料電池，用氫氣發(fā)電。這些細(xì)胞依賴于這里展示的過程：以穩(wěn)定、可逆且有點(diǎn)實(shí)用的方式吸收和釋放氧氣。

說到實(shí)用性，雖然研究人員熱衷于談?wù)撍麄兊膶?shí)驗(yàn)可以在相對(duì)正常的條件下進(jìn)行，但我們?nèi)匀辉谡務(wù)摏]有任何外部干擾的非常具體的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。

這是可以在未來的研究中進(jìn)行的事情，但對(duì)于希望找到可以精確編程并切換不同狀態(tài)之間沒有任何損害——我們可以期待聽到基于這里所做的研究的其他突破。

“這是朝著實(shí)現(xiàn)可以實(shí)時(shí)自我調(diào)整的智能材料邁出的重要一步，”說化學(xué)家 Hiromichi Ohta，來自日本北海道大學(xué)。

該研究已發(fā)表在自然通訊.

寶寶起名 起名