一組科學家研究出了一種具有突破性的材料，這是一種由鍶、鐵和鈷組成的金屬氧化物，具備「呼吸」氧氣的能力。在簡單的氣體環境中加熱時，這種晶體能夠反覆釋放氧氣，然後再重新吸收，且不會降解。這樣的特性可能為清潔能源技術開闢新的可能性。這項研究由韓國釜山國立大學的教授 Hyoungjeen Jeen 主導，並由日本北海道大學的教授 Hiromichi Ohta 共同撰寫，突顯了從更高效的燃料電池到智能熱設備及節能窗戶等潛在應用。
這些研究成果發表於《自然通訊》雜誌，提供了一個引人注目的視角，顯示材料科學的突破如何可能重塑未來的能源格局。Hyoungjeen Jeen 教授表示，這一新發現就像是「給晶體裝上了肺部，它能夠根據需要吸入和呼出氧氣」。在固體氧化物燃料電池等技術中，控制材料中的氧氣是關鍵，這些燃料電池能夠從氫中生成電力，並且排放極少的污染物。
此外，這種材料也促進了熱晶體管的創新，這些設備能像電氣開關一樣引導熱流，以及智能窗戶，這些窗戶會根據天氣條件自動調整熱量流動，預示著更加智能和節能的建築物和設備。傳統上，能夠控制氧氣的材料要麼過於脆弱，要麼只能在極端條件下運作，例如非常高的溫度，這使得它們在日常技術中的應用變得不切實際，無論是能源設備還是智能建材。
這種新晶體克服了這些長期以來的限制，在更溫和且實用的條件下，能夠反覆吸收和釋放氧氣，同時保持其結構的完整性和穩定性能。與過去只能在極端環境中運作或迅速降解的材料不同，這種晶體在多次循環中也能可靠運作，這使得它在真實世界中的應用變得非常合適。科學家進一步指出，這一發現的顯著之處在於，只有晶體中的鈷離子在過程中被還原，並且這一轉變導致形成了一種全新但穩定的晶體結構。
進一步的實驗顯示，當重新引入氧氣時，這種材料能夠完全恢復到其原始形態，這證實了氧氣釋放和吸收過程是完全可逆的。這種可逆性對於實際應用至關重要，因為它確保了晶體可以反覆執行其氧氣呼吸循環而不會隨時間降解。研究的合著者之一 Hiromichi Ohta 教授還強調，這一發現代表了朝著發展智能材料的一個重要步驟，這些材料能夠實時調整自身。潛在的應用範圍廣泛，包括清潔能源技術、高級電子設備及環保建材，為提升多個行業的效率和可持續性提供了新的方法。
