近日有外媒報道，名古屋大學新開發了一種受熱會收縮的新材料。雖然聽上去很神奇，但是近年來與它類似的、利用相轉移原理使得體積可發生變化的新材料其實時不時就有報道，如氧化鉍鎳、氟化鈧、氧化釕、鉛釩氧化物等，都能實現超越既有材料數倍到十倍以上的巨大負熱膨脹。

不過名古屋大學的負熱膨脹材料最突出的地方在于，它更具備環境友善性。之前那些巨大負熱膨脹材料往往都會使用高價(Ru、Sc)、對環境有害(Pb)的元素或是合成時需要耗費成本的高壓力等因素，因此很難投入實際應用。有鑒于此，名古屋大學積極探索低價、具有環境親和性且易于合成的新材料，并關注到焦磷酸鋅(Zn₂P₂O₇)。這種材料在132°C會出現構造相轉移，相較于低溫相，高溫相的體積縮小了1.8%。

為了活用這項體積變化性能，研究團隊將Zn₂P₂O₇與在68℃也呈現出類似結構相的焦磷酸鎂(Mg₂P₂O₇)結合，合成了一款混晶。結果顯示，將Zn以20%Mg置換的Zn_1.6Mg_0.4P₂O₇在包含室溫的-10～80°C溫度范圍內，線性膨脹系數達到了超過-60 ppm/°C的負熱膨脹。

越熱越收縮的Zn_xMg_2-xP₂O₇材料

總結

名古屋這次被報道的新材料是以鋅(Zn)、鎂(Mg)、磷(P)為主要成分構成的氧化物，成本低、具環境友善性，且透過一般固相反應即可容易地合成，無須利用高壓或真空封裝等高成本的合成方法。此外，它的負熱膨脹性能堪比典型的巨大負熱膨脹材料Bi_0.95La_0.05NiO₃，相信可望助于促進功率半導體、3D集成電路等先進電子裝置的高機能化、省電力及長壽命化。

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