我国学者发现神奇“点铁成氢”技术

新华社合肥3月6日电(记者徐海涛)中国专家从实验中的“意外失误”中发现了突破，用一种新方法实现了材料的低成本加氢相变，并发明了神奇的“铁制氢”。这对开发新的功能材料和器件，促进基础理论的发展具有重要意义。

中国科技大学副研究员邹崇文和蒋军教授的合作研究成果最近发表在权威的国际学术期刊《自然通讯》上。

在68摄氏度时，二氧化钒将表现出几个数量级的电阻突变和显著的红外/太赫兹转换效应。它在相变存储器、红外激光防护、智能窗等方面有着广阔的应用前景，但其相对较高的相变温度已成为限制其应用的瓶颈。

最近，邹崇文课题组的博士生陈玉良在用硫酸溶液清洗二氧化钒薄膜以消除残留二氧化钒薄膜的实验中，意外地用不耐腐蚀的铁镊子将二氧化钒薄膜样品放入酸性溶液中。这个意外的错误导致了一个重大发现:通常用塑料镊子夹住的二氧化钒薄膜在酸性溶液中几分钟内就会完全腐蚀，但这次用铁镊子夹住的整个二氧化钒薄膜在硫酸中是安全可靠的。

进一步的实验发现，将金属颗粒附着在浸入酸性溶液中的外延二氧化钒薄膜表面，不仅可以实现二氧化钒薄膜大面积表面的耐酸溶液腐蚀，而且可以在温和的条件下实现二氧化钒材料的加氢，从而容易改变二氧化钒的电子状态，实现从绝缘到金属再到绝缘的三个阶段的顺序相变。这种相变过程具有极快的扩散效应，因此只有直径为1毫米的非常小的金属颗粒可以用来制造直径为2英寸的二氧化钒外延膜，以抗腐蚀和金属化，从而达到类似于“化石为金”的“化铁为氢”的效果。

据介绍，该研究预测并揭示了这一现象背后的电子-质子共掺杂机理，并开发出一种与常规温和环境更加兼容、操作简单、成本低廉的掺杂方法。

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