

颠覆热胀冷缩特质,近期,芝大与UCSD联手发现逆天性材料,它拥有负热膨胀特质,有望实现电池的返老还童,在未来科研发展中有着重大意义,下面就随托普仕留学老师一起来看看吧!
一、芝大与UCSD联手发现逆天性材料
芝加哥大学(University of Chicago)普利兹克分子工程学院(Pritzker School of Molecular Engineering)与加州大学圣地亚哥分校(UC San Diego)访问学者组成的电池研究团队发现了一类特殊材料。
科学家们发现的这类“亚稳态氧氧化还原材料”呈现出反直觉的负热膨胀特性。被挤压时膨胀,受热时收缩,这看似违反物理定律的“逆天性”材料,正从实验室走向现实。
根据芝加哥大学分子工程学院的Shirley Meng教授解释说,加热这类材料时,其体积不会增大,反而会收缩。我们相信能通过氧化还原化学调控这些材料的特性,这将开启激动人心的应用场景。除了技术应用潜力,这项研究更推动了基础科学进步,将改变我们对基础科学的理解。
而且通过精确调控材料对热能等能量的响应,科学家们还有望开发零热膨胀材料,这也将彻底改变建筑等领域。研究团队还通过千兆帕斯卡级压力测试发现材料的“负压缩性”——当材料被全方位压缩时,它会反向膨胀。
这种抗热耐压特性或使某些理论上的构想成为现实,例如:将电动飞机舱壁同时作为电池结构,通过新材料抵御不同海拔的温压变化,真正突破现有技术极限。
如同对热能和压力的反向响应,这些亚稳态材料对电压的电化学反应也呈现逆特性,这不仅是科学发现,更为电池研究开辟新径。施加电压能将材料重置至原始状态,实现电池性能修复。
二、芝大与UCSD在科研方面实力如何
1、芝加哥大学
芝加哥大学不仅是美国科研体系的支柱之一,更在经济学、物理学、社会科学等领域塑造了全球学术范式。其科研实力既体现在历史性突破(如核反应堆),也反映在持续的学科领导力(如14个学科位列全球前10)。
例如:芝大管理或联合运营多个国家级实验室,包括:
阿贡国家实验室(全球首个国家实验室,主导能源、环境等领域研究);
费米实验室(高能物理研究的核心机构,曾发现顶夸克);
Kavli宇宙学研究所(专注于暗物质、暗能量等前沿研究);
恩里科·费米研究所(核物理与粒子物理的重要研究中心)。
这些实验室不仅是美国科研体系的核心组成部分,还曾诞生过划时代的成果,例如二战期间在芝大校园内建成的人类第一台核反应堆(芝加哥一号堆),直接开启了原子能时代。
2、UCSD大学
UCSD科研实力可不差,体现在教授学生方面有足够的资源来使用:
诺奖级团队:截至2025年,UCSD共有29位诺贝尔奖得主,涵盖化学、医学、经济学等领域。
院士密度高:拥有70名美国国家科学院院士、57名工程院院士、45名医学院院士。
科研资源下沉:本科生从大二即可加入教授团队,参与基因测序、算法优化等项目,实验室开放率达90%。
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