東京科學大學等開發出了一種遇熱收縮材料的新型合成方法。該方法無需使用既往工藝中存在爆炸風險的物質，並可製成微細顆粒。該技術有望解決人工智慧（AI）用半導體等所面臨的熱膨脹問題，防止開裂和變形。
合成的負熱膨脹材料以微粒形式存在（圖片提供：東京科學大學西久保匠特定助教）
遇熱收縮的材料被稱為「負熱膨脹材料」。研究團隊著眼於由鉍、鎳、氧等元素組成的晶體。這類晶體當溫度升高時原子間距縮短，從而產生收縮。從零下10攝氏度升至50攝氏度時，體積縮小約2.6%。
目前半導體通常使用遇熱不易膨脹的二氧化矽。以常見的半導體材料環氧樹脂為例，雖然會混入約50%的二氧化矽，但仍無法完全抑制熱膨脹。而本次研究的晶體添加比例僅18%，便可使材料整體熱膨脹係數降為零。
雖然該晶體市面上已有銷售，但其合成過程中需要使用存在爆炸風險的氧化劑，或排放大氣污染。由於環境負荷較高，也是其難以作為半導體材料應用的原因之一。
東京科學大學的西久保匠特定助教等人開發出了一種無需使用危險質、也不排放大氣污染的晶體合成方法。該方法將漂白劑中使用的次氯酸與含有金屬原料的液體混合，製備晶體的前驅體，然後在高壓環境下加熱，最終得到負熱膨脹材料。與既往方法相比，能夠製備更為微細的晶體。
研究團隊計畫今後研究向半導體材料中添加負熱膨脹材料的最佳配比和用量，以推動其實際應用。西久保特定助教滿懷信心地表示：「日本在負熱膨脹材料研究領域處於領先地位。希望今後和產業界攜手推進開發」。作為連接產業界與科學研究的一項舉措，已於2026年成立了負熱膨脹材料研究會。
相關研究成果已發表在美國化學會出版的期刊《Journal of the American Chemical Society》上。
原文：《日本經濟新聞》、2026/9/1
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Journal of the American Chemical Society
論文：Synthesis of Unusually High Valent Perovskite Oxide from the Highly Oxidized Coprecipitation Precursor
DOI：10.1021/jacs.6c04051
