摘要：你身上的骨头，桌上的玻璃，脚下的石头……这些无机物都不会呼吸，但现在，由韩国和日本科学家领导的团队找到了一种能像肺一样呼吸的“石头”，而且它可能就藏着解决未来能源和环境问题的钥匙！

你身上的骨头，桌上的玻璃，脚下的石头……这些无机物都不会呼吸，但现在，由韩国和日本科学家领导的团队找到了一种能像肺一样呼吸的“石头”，而且它可能就藏着解决未来能源和环境问题的钥匙！

这项研究发表在8月15日权威期刊《自然-通讯》杂志上。这块“石头”的学名叫 SrFe₀.₅Co₀.₅O₂.₅，是一种由锶、铁、钴三种金属元素组成的特殊氧化物晶体。

那么，它究竟是怎么“呼吸”的呢？

一、给晶体一对“肺”，让它“活”起来

当然，它不是真的长出了鼻子和嘴巴。它的呼吸，是一种精妙绝伦的化学游戏。

研究人员发现，当把这种晶体薄膜放在一个特定的气体环境中，并加热到400℃（这个温度在工业上相当温和），它就会开始缓缓地“呼气”——将自己身体里的一部分氧原子释放出去。

而当你把它切换回充满氧气的环境时，它又会像海绵吸水一样，把氧气重新“吸”回体内，变回原来的样子。

这块石头，被科学家赋予了生命般的节奏，一张一弛，像肺一般地呼吸氧气。

最关键的是，这个过程可以反反复复进行，稳定得超乎想象。以前科学家们也找到过类似的材料，但它们要么像个林黛玉一样脆弱，要么需要极高的温度才能启动，很难投入实际应用。而这个新发现的晶体，又稳定又高效，简直是天选之子。

二、超级组合：钴和铁的完美配合

这块石头为什么这么神奇？秘密就藏在它的“内核”——钴（Co）和铁（Fe）这对超级搭档的完美配合里。

在这场化学舞蹈中，钴是那个热情奔放的舞者，而铁，则是那个沉稳可靠的舞台，缺一不可。

当环境改变时，钴离子非常活跃，它会改变自己的化学状态，主动“推开”身边的氧原子，完成“呼气”的动作。

然而，只有钴会非常不稳定，容易导致整个晶体结构崩溃。这时候，铁离子的作用就显现出来了。

铁离子就像一个沉稳的“结构工程师”，无论外界环境如何变化，它都坚守岗位，稳稳地撑住整个晶体的骨架，防止它在钴离子“跳舞”时散架。

正是这种“一个主外，一个主内”的天作之合，才造就了这种材料稳定又可逆的呼吸能力。

三、一块石头，如何改变世界？

一块会呼吸的石头，到底能干什么？它的应用前景，几乎可以覆盖我们生活的方方面面。

1. 更清洁的能源

像固体氧化物燃料电池这类前沿的清洁能源技术，其核心就是高效地传导氧离子。这种新材料凭借其出色的氧气吞吐能力，有望成为下一代燃料电池的“超级心脏”，可能让能源转化更高效、更清洁。

2. 会思考的智能窗户

研究发现，这块晶体在“呼出”氧气后，会从深色不透明变得更浅、更透明这意味着什么？未来，你家的窗户可能拥有自己的“意识”，天热时自动“呼气”变得更透明以调节热量，天冷时再“吸气”拥抱阳光。

这一切的秘密，都源于这块会呼吸的石头，它可能让我们的建筑变得前所未有的节能和智能。

3. 下一代电子设备

它的“呼吸”不仅改变透明度，还会极大地改变自身的电阻。这种特性让它成为制造“热晶体管”（像控制电流一样控制热流）和新型信息存储器的理想材料，可能为未来的计算机和电子设备打开全新的大门。

这项由釜山国立大学 Hyoungjeen Jeen 教授和北海道大学 Hiromichi Ohta 教授联手完成的研究，不仅仅是材料科学的一次突破，更是为我们描绘了一个更智能、更环保的未来蓝图。

世界会不会因此改变？现在下定论还为时过早，但毫无疑问，这块会呼吸的石头，已经让我们听到了未来清晰的脚步声。

参考文献：

Lee, J., Seo, YS., Pitike, K.C. et al. Selective reduction in epitaxial SrFe₀.₅Co₀.₅O₂.₅ and its reversibility. Nat Commun 16, 7391 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-62612-1

来源：徐德文科学频道