本研究发表于Advanced Materials，针对负热膨胀（NTE）领域长期存在的核心痛点：强负热膨胀效应和宽工作温度窗口二者难以兼容。绝大多数声子驱动型框架负热膨胀材料热膨胀系数偏弱，而效应显著的电子驱动型 NTE 材料温度适用范围狭窄，极大限制极端工况下实际应用。该工作立足平均原子体积（AAV）理论，跳出传统化学掺杂取代思路，采用客体离子脱除逆向工程策略，开发\(Rb_{x}Mn_{x}Lu_{2‑x}Mo_{3}O_{12}\)开放框架钼酸盐固溶体体系，实现热膨胀行为从正热膨胀、零热膨胀到强负热膨胀的连续调控，是 AᴵBᴵᴵCᴵᴵᴵMo₃O₁₂家族负热膨胀材料领域里程碑式进展。

材料合成与表征层面，研究者筛选离子半径最大的 Rb⁺、Mn²⁺、Lu³⁺组合，通过改变 Rb⁺含量调控框架内部空间与晶格柔性。x=0.4 组分（RML4）获得单相固溶体，客体 Rb⁺带来的空间位阻约束降到最低，平均原子体积达到最大值。该材料实现突破性性能：100‑1300 K 超宽温度区间稳定维持负热膨胀，100‑350 K 体积热膨胀系数\(\boldsymbol{\alpha_{v}=-25.5×10^{-6}\ K^{-1}}\)。无论对比同类型钼酸盐体系，还是\(ZrW_{2}O_{8}\)、\(ScF_{3}\)等经典标杆负热膨胀材料，它同时兼顾负热膨胀强度与温度上限；并且经过 100 次室温‑1300 K 热循环，晶体结构、NTE 性能、锰离子价态均保持稳定，展现出出色高温抗氧化性与循环服役可靠性，解决很多 NTE 材料高温易分解、性能退化的现实短板。

机制解析上，该工作融合同步辐射 X 射线衍射、STEM‑EDS、变温拉曼光谱、电子局域函数、第一性原理声子计算多手段，完整阐明微观物理图像。晶体表现显著各向异性热膨胀：桥氧原子横向热振动驱动\(Mn/LuO_{6}\)八面体与\(MoO_{4}\)四面体耦合旋转，带来 ab 平面收缩；c 轴则呈现本征正热膨胀。减少 Rb⁺不会显著改变 ab 面收缩能力，但可以强力抑制 c 轴的热膨胀，这是材料能够把 NTE 维持到 1300 K 的核心。拉曼光谱进一步揭示：样品长程晶体结构保持六方 NZP 构型，但低 Rb 组分存在局部正交相结构畸变，这种局域结构是强 NTE 的重要来源；格林艾森参数计算证实低频多面体平动、摇摆、弯曲振动模式决定体系整体热膨胀竞争关系。同时该系列材料带隙处于 2.30‑2.65 eV，属于宽带隙半导体，赋予材料热膨胀调控之外光电功能潜力。