航空航天动力系统核心部件的研发中，如何在极端环境下实现离子的定向、高效传输一直是关键难题。传统钙钛矿型离子导体由于晶格结构较为刚性，难以同时兼顾不同离子的迁移需求，制约了固态电池等技术的发展。研究指出，现有材料传导性能受限主要来自两上矛盾：其一，固定尺寸的离子通道难以适配多种离子迁移；其二，单一缺陷调控方式难以兼顾“离子迁移率”和“结构稳定性”。因此，这类材料宽温域、强振动等工况下的应用受到限制。 由南昌航空大学刘智勇、孙海俊教授领衔的科研团队通过系统研究，提出了突破该瓶颈的思路。他们通过精确调控NaNbO3基陶瓷中的钠含量，构建了“缺陷类型—氧八面体畸变—离子通道”的动态适配体系：当钠含量低于化学计量比时，钠空位缺陷会压缩氧八面体结构，降低氧离子迁移阻力；当钠含量增加时，间隙钠原子诱导氧八面体发生倾斜与扁平化形变，从而形成更利于钠离子传输的低阻通道。 该研究的亮点在于揭示了缺陷类型与晶格构型之间的动态适配关系，使传导路径能够按需求进行设计。实验证实，这种新材料在-100℃至800℃的宽温域内保持稳定性能，其Pbma正交相结构也有效降低了温度循环带来的相变开裂风险。 从应用角度看，该成果具备多上价值：一是为新一代固态电池提供关键材料支撑；二是有望满足航空发动机高温传感、航天器燃料电池等场景对特殊传导材料的要求；三是所提出的“缺陷—构型—传导”动态调控思路可推广到其他功能材料体系的研发中。
材料创新的意义不只在于提升单一指标，更在于建立从机理认识到材料设计、从结构调控到应用落地的清晰路径；面向更复杂、更严苛的能源动力场景，将“缺陷”转化为可控变量、将“晶格”作为可调平台，推动离子传导从被动适配走向主动设计，可能成为下一代固态电解质材料走向工程化的重要方向。