科学家新近发现了一类在特定条件下行为迥异于常规材料的特殊材料。这些材料在“亚温态”下,加热时会收缩而非膨胀,施压时则会膨胀而非收缩,颠覆了传统的材料学认知。研究揭示了这种现象与材料内部结构的无序-有序转变密切相关,并记录了负热膨胀率。更令人惊喜的是,电流能够有效重置这些材料的结构和性能,为电池技术,尤其是电动汽车领域带来了革命性的潜力。
💡 **反常热膨胀特性**:科学家发现的特殊材料在“亚温态”下表现出与常规材料相反的热膨胀行为。具体而言,当温度升高时,这些材料会发生收缩,而非普遍的膨胀。研究团队精确测量了其负热膨胀率,为−14.4 (2)×10⁻⁶°C⁻¹,这直接挑战了格吕内森关系等传统热力学解释。
🚀 **压力下的奇特响应**:除了热效应,这些材料在受到压力时也展现出非同寻常的特性。当施加全方位压力时,常规材料通常会缩小,但这类特殊材料反而会发生膨胀,进一步证明了其在物理性质上的独特性。
⚡ **电流的可控调控作用**:研究团队发现,电流能够有效地重置这些材料的内部结构和物理性能。通过精确控制施加的电压,他们几乎完全恢复了材料的原始状态,这一发现为利用电信号来调控材料行为提供了可能。
🔋 **电动汽车领域的巨大潜力**:这类反常材料的发现,特别是其在电压调控下的可恢复性,对电池技术,尤其是电动汽车(EVs)的性能提升具有巨大的潜在价值。其独特的性质有望推动电池材料的革新,带来更高效、更稳定的能源解决方案。
IT之家 7 月 22 日消息,科技媒体 NeoWin 昨日(7 月 21 日)发布博文,报道称科学家发现一组特殊材料,在热量、压力或电流作用下,表现出异常行为。
科学家们发现,这些材料在常规状态下遵循热力学的基本规则,但在“亚温态”(metastable)状态下,其行为和常规材料恰恰相反。
研究报告的主要作者、教授雪莉・孟(Shirley Meng)表示:“常规材料在加热后通常会膨胀,而这些材料会收缩”。
进一步研究表示,这与材料内部结构的无序-有序转变有关。研究团队记录了一个负的热膨胀率,即−14.4 (2)×10⁻⁶°C⁻¹,这意味着材料在升温时实际上会收缩,和通常用来解释材料因热而膨胀的格吕内森关系(Grüneisen relationship)相悖。
此外在施加压力后,情况更是奇特,在受到全方位压力后,常规材料往往会缩小,而这些材料反而会膨胀。

研究团队还发现,电流可以重置材料的结构,通过调整电压限制,团队几乎完全恢复了材料的原始结构和性能。这对电池技术,特别是电动汽车(EVs)具有巨大的潜力。
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