东京科学大学等开发出了一种遇热收缩材料的新型合成方法。该方法无需使用既往工艺中存在爆炸风险的物质，并可制成微细颗粒。该技术有望解决人工智能（AI）用半导体等所面临的热膨胀问题，防止开裂和变形。
合成的负热膨胀材料以微粒形式存在（供图：东京科学大学西久保匠特定助教）
遇热收缩的材料被称为“负热膨胀材料”。研究团队着眼于由铋、镍、氧等元素组成的晶体。这类晶体当温度升高时原子间距缩短，从而产生收缩。从零下10摄氏度升至50摄氏度时，体积缩小约2.6%。
目前半导体通常使用遇热不易膨胀的二氧化硅。以常见的半导体材料环氧树脂为例，虽然会混入约50%的二氧化硅，但仍无法完全抑制热膨胀。而本次研究的晶体添加比例仅18%，便可使材料整体热膨胀系数降为零。
虽然该晶体市面上已有销售，但其合成过程中需要使用存在爆炸风险的氧化剂，或排放大气污染物。由于环境负荷较高，也是其难以作为半导体材料应用的原因之一。
东京科学大学的西久保匠特定助教等人开发出了一种无需使用危险物质、也不排放大气污染物的晶体合成方法。该方法将漂白剂中使用的次氯酸与含有金属原料的液体混合，制备晶体的前驱体，然后在高压环境下加热，最终得到负热膨胀材料。与既往方法相比，能够制备更为微细的晶体。
研究团队计划今后研究向半导体材料中添加负热膨胀材料的最佳配比和用量，以推动其实际应用。西久保特定助教满怀信心地表示：“日本在负热膨胀材料研究领域处于领先地位。希望今后和产业界携手推进开发”。作为连接产业界与科学研究的一项举措，已于2026年成立了负热膨胀材料研究会。
相关研究成果已发表在美国化学会出版的期刊《Journal of the American Chemical Society》上。
原文：《日本经济新闻》、2026/9/1
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Journal of the American Chemical Society
论文：Synthesis of Unusually High Valent Perovskite Oxide from the Highly Oxidized Coprecipitation Precursor
DOI：10.1021/jacs.6c04051
