传统能量收集技术受限于热平衡状态，难以高效利用接近平衡的废热。东京理科大学藤泽俊正教授团队在《通讯物理》发表研究成果，首次通过实验证实Tomonaga-Luttinger(TL)液体中的非热态(NT态)可显著提升热电转换效率。在相同热量输入下，NT态产生的电压比接近热平衡态(QT态)高两至三倍，且转换效率始终更优，为废热回收技术开辟新路径。

经典热力学框架下，能量收集依赖热源与环境的温差，但废热接近热平衡时，可利用能量锐减。TL液体作为特殊电子状态，其电子在狭窄通道内集体运动，能量不易弛豫至平衡态，天然维持非热平衡状态。研究团队制造的紧凑型装置利用这一特性，通过对比NT态与QT态的热电性能，发现NT态下电子呈现高能与低能共存分布，保留大量高能电子，从而降低能量提取难度。实验数据显示，NT态的电压输出和转换效率均显著优于QT态，验证了量子非热态在能量收集中的优势。

这一突破为多领域应用提供可能：工厂和数据中心可大规模回收废热，降低能耗;小型电子设备或实现自供电，减少电池依赖;极低温环境下的节能技术也将受益。研究团队指出，通过优化能量过滤器设计，选择性提取NT态“高能侧”电子，可进一步提升输出功率。该成果不仅适用于TL液体，还可扩展至其他量子系统及不易弛豫的材料，推动量子热力学与能量收集技术的融合发展。藤泽俊正教授表示：“量子非热态的高热效率曾难以验证，此次实验为利用流失热量提供了新方向。”

更多信息：作者：Hikaru Yamazaki等人，标题：《非热 Tomonaga-Luttinger 液体的高效热能转换》，发表于：《通讯物理》 (2025)。期刊信息：《通讯物理》