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cyqdesign 2023-08-06 22:23

我國(guó)科學(xué)家打造出有彈性的鐵電材料

近日，中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中國(guó)科學(xué)院寧波材料所”）柔性磁電功能材料與器件團(tuán)隊(duì)在全球率先研發(fā)出了兼具彈性回復(fù)與鐵電性的新型高分子鐵電材料，有效解決了傳統(tǒng)鐵電材料在可穿戴領(lǐng)域難以在大形變下保持穩(wěn)定性能的難題，填補(bǔ)了彈性鐵電材料領(lǐng)域的空白。相關(guān)論文于8月4日在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上發(fā)表。 ]eD5It\  
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鐵電材料是一種神奇的絕緣性功能材料，它的表面自帶電荷，沒(méi)有外加電場(chǎng)時(shí)，這些電荷處于無(wú)序狀態(tài)，一旦有電場(chǎng)作用在鐵電材料上，這些電荷就會(huì)重新排列，而且排列的方式會(huì)隨著電場(chǎng)的變化而變化。此外，鐵電材料還有記憶能力。它們能夠記住之前的電場(chǎng)狀態(tài)，即便電場(chǎng)不再作用，排列后的電荷也會(huì)保持原來(lái)的狀態(tài)而不發(fā)生改變。這就使得鐵電材料具備高介電常數(shù)、壓電性、熱電性、電制冷性等特性，可以用在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器、高精度電機(jī)、超敏感傳感器和聲納設(shè)備等電子產(chǎn)品中，也是我們?nèi)粘Ｊ褂玫氖謾C(jī)、平板電腦等電子設(shè)備中必不可少的材料之一。 hY-;Vh0J  
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近年來(lái)，柔性可穿戴器件在便攜式移動(dòng)電子設(shè)備和人體運(yùn)動(dòng)檢測(cè)等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊，受到了廣泛的研究。作為制造柔性可穿戴器件的重要材料之一，鐵電材料的彈性化也迫在眉睫，但是研究制備彈性化鐵電材料卻舉步維艱。這是因?yàn)殍F電材料的鐵電性來(lái)源于材料中的結(jié)晶部分，但晶體本身幾乎不具備彈性，拉伸率一般低于5%且沒(méi)有回彈能力，所以鐵電性和彈性對(duì)于鐵電材料而言很難兼顧，更讓眾多科研機(jī)構(gòu)望而卻步。 D?< R5zp  
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甘蔗真就不能兩頭甜嗎？中國(guó)科學(xué)院寧波材料所柔性磁電功能材料與器件團(tuán)隊(duì)基于對(duì)鐵電材料結(jié)構(gòu)的深入研究，創(chuàng)新性地提出了“彈性鐵電”的概念，通過(guò)對(duì)材料結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)和控制，實(shí)現(xiàn)了鐵電材料鐵電性與彈性的平衡，制備出了在高頻大應(yīng)變下仍然具有良好鐵電響應(yīng)的彈性材料，這種材料的拉伸率高達(dá)125%，也就是說(shuō)把它拉伸到原來(lái)長(zhǎng)度的2倍后，不但能保持原有的鐵電性，而且還能在外力撤除后迅速恢復(fù)原狀。 |jwN8@  
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制備彈性鐵電材料的方法被團(tuán)隊(duì)稱(chēng)之為“微交聯(lián)法”。傳統(tǒng)的鐵電材料主要為線(xiàn)性結(jié)構(gòu)，排列規(guī)整的部分形成結(jié)晶區(qū)提供鐵電性，而剩余的分子鏈相互纏繞在一起。由于線(xiàn)性的分子鏈間沒(méi)有共價(jià)連接，一旦施加外力，這種相互纏繞就會(huì)解開(kāi)，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)晶區(qū)被破壞，影響其鐵電性。研究團(tuán)隊(duì)采用“微交聯(lián)法”，用微量的柔軟鏈狀聚合物，讓鐵電晶體周邊非晶的纏繞部分交聯(lián)起來(lái)，相互交織形成具有彈性的漁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種漁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)松散地將鐵電晶體連接在一起，在外力作用時(shí)，可以產(chǎn)生可逆的形變來(lái)吸收外力，避免外力對(duì)結(jié)晶部分的破壞，進(jìn)而使材料在一定拉伸范圍內(nèi)依舊能夠保持穩(wěn)定的鐵電性。而在外力撤銷(xiāo)時(shí)，這種彈性的漁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能夠回復(fù)至初始狀態(tài)。此外，通過(guò)精確控制交聯(lián)劑的用量，可以確保鐵電晶體能夠均勻地分布在交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，使材料在交聯(lián)后也能保持較好的鐵電響應(yīng)。這種彈性鐵電材料不僅具有很好的拉伸回彈性，而且具有極好的拉伸穩(wěn)定性，可以承受數(shù)千次的反復(fù)拉伸而鐵電性依然保持穩(wěn)定。它在受力后能夠恢復(fù)原狀，避免永久變形，大大提高了可靠性和使用壽命，拓展了使用范圍。 K%/:V  
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這一研究成果以“Intrinsically elastic polymer ferroelectric by precise slight crosslinking”為題發(fā)布在《科學(xué)》上，中國(guó)科學(xué)院寧波材料所為第一完成單位和和通訊單位，中國(guó)科學(xué)院寧波材料所2023年應(yīng)屆碩士畢業(yè)生高亮為第一作者，中國(guó)科學(xué)院寧波材料所胡本林研究員和李潤(rùn)偉研究員為通訊作者。 q*B(ZG  
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《科學(xué)》期刊審稿人評(píng)價(jià)：這個(gè)工作絕對(duì)令人驚嘆，毫無(wú)疑問(wèn)是本領(lǐng)域的一個(gè)里程碑。鑒于在彈性體和鐵電體兩個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的吸引力，本工作毫無(wú)疑問(wèn)值得發(fā)表，尤其是用了一個(gè)非同尋常且極其震撼的設(shè)計(jì)策略；在鐵電材料被發(fā)現(xiàn)后的百年歷史中，和鐵電陶瓷的不超過(guò)0.2%的拉伸應(yīng)變到聚合物鐵電材料小于2%的彈性回復(fù)相比，這是一個(gè)突破性的工作，開(kāi)辟了全新的“彈性鐵電”學(xué)科方向。
星空38 2023-08-07 07:29
研發(fā)出了兼具彈性回復(fù)與鐵電性的新型高分子鐵電材料
tassy 2023-08-07 07:57
全新的“彈性鐵電”科學(xué)。
雨后無(wú)文 2023-08-07 08:26
研發(fā)出了兼具彈性回復(fù)與鐵電性的新型高分子鐵電材料
phisfor 2023-08-07 08:31
我國(guó)科學(xué)家打造出有彈性的鐵電材料
wmh1985 2023-08-07 08:36
制備彈性鐵電材料的方法被團(tuán)隊(duì)稱(chēng)之為“微交聯(lián)法”。傳統(tǒng)的鐵電材料主要為線(xiàn)性結(jié)構(gòu)，排列規(guī)整的部分形成結(jié)晶區(qū)提供鐵電性，而剩余的分子鏈相互纏繞在一起。由于線(xiàn)性的分子鏈間沒(méi)有共價(jià)連接，一旦施加外力，這種相互纏繞就會(huì)解開(kāi)，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)晶區(qū)被破壞，影響其鐵電性。研究團(tuán)隊(duì)采用“微交聯(lián)法”，用微量的柔軟鏈狀聚合物，讓鐵電晶體周邊非晶的纏繞部分交聯(lián)起來(lái)，相互交織形成具有彈性的漁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種漁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)松散地將鐵電晶體連接在一起，在外力作用時(shí)，可以產(chǎn)生可逆的形變來(lái)吸收外力，避免外力對(duì)結(jié)晶部分的破壞，進(jìn)而使材料在一定拉伸范圍內(nèi)依舊能夠保持穩(wěn)定的鐵電性。而在外力撤銷(xiāo)時(shí)，這種彈性的漁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能夠回復(fù)至初始狀態(tài)。此外，通過(guò)精確控制交聯(lián)劑的用量，可以確保鐵電晶體能夠均勻地分布在交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，使材料在交聯(lián)后也能保持較好的鐵電響應(yīng)。這種彈性鐵電材料不僅具有很好的拉伸回彈性，而且具有極好的拉伸穩(wěn)定性，可以承受數(shù)千次的反復(fù)拉伸而鐵電性依然保持穩(wěn)定。它在受力后能夠恢復(fù)原狀，避免永久變形，大大提高了可靠性和使用壽命，拓展了使用范圍。
chenming95 2023-08-07 08:39
我國(guó)科學(xué)家打造出有彈性的鐵電材料
redplum 2023-08-07 08:43
何必呢錯(cuò)啊
likaihit 2023-08-07 08:44
好厲害的
宿命233 2023-08-07 08:54
我國(guó)科學(xué)家打造出有彈性的鐵電材料
churuiwei 2023-08-07 09:11
中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中國(guó)科學(xué)院寧波材料所”）
11yy 2023-08-07 09:16
通過(guò)對(duì)材料結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)和控制，實(shí)現(xiàn)了鐵電材料鐵電性與彈性的平衡，制備出了在高頻大應(yīng)變下仍然具有良好鐵電響應(yīng)的彈性材料，這種材料的拉伸率高達(dá)125%，也就是說(shuō)把它拉伸到原來(lái)長(zhǎng)度的2倍后，不但能保持原有的鐵電性，而且還能在外力撤除后迅速恢復(fù)原狀。
liulin666 2023-08-07 09:17
我國(guó)科學(xué)家打造出有彈性的鐵電材料
楊森 2023-08-07 09:18
鑒于在彈性體和鐵電體兩個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的吸引力，本工作毫無(wú)疑問(wèn)值得發(fā)表，尤其是用了一個(gè)非同尋常且極其震撼的設(shè)計(jì)策略
personking 2023-08-07 09:21
我國(guó)科學(xué)家打造出有彈性的鐵電材料
mmttxiaoxiao 2023-08-07 09:53
材料改變世界，開(kāi)大研發(fā)力度
cosine90 2023-08-07 14:35
我國(guó)科學(xué)家打造出有彈性的鐵電材料
jabil 2023-08-07 16:00
Thanks for the information ok
wangjin001x 2023-08-07 16:33
我國(guó)科學(xué)家打造出有彈性的鐵電材料
tomryo 2023-08-07 17:47
我國(guó)科學(xué)家打造出有彈性的鐵電材料
qyzyq37jason618 2023-08-07 18:08
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制備彈性鐵電材料的方法被團(tuán)隊(duì)稱(chēng)之為“微交聯(lián)法”。傳統(tǒng)的鐵電材料主要為線(xiàn)性結(jié)構(gòu)，排列規(guī)整的部分形成結(jié)晶區(qū)提供鐵電性，而剩余的分子鏈相互纏繞在一起。由于線(xiàn)性的分子鏈間沒(méi)有共價(jià)連接，一旦施加外力，這種相互纏繞就會(huì)解開(kāi)，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)晶區(qū)被破壞，影響其鐵電性。研究團(tuán)隊(duì)采用“微交聯(lián)法”，用微量的柔軟鏈狀聚合物，讓鐵電晶體周邊非晶的纏繞部分交聯(lián)起來(lái)，相互交織形成具有彈性的漁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種漁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)松散地將鐵電晶體連接在一起，在外力作用時(shí)，可以產(chǎn)生可逆的形變來(lái)吸收外力，避免外力對(duì)結(jié)晶部分的破壞，進(jìn)而使材料在一定拉伸范圍內(nèi)依舊能夠保持穩(wěn)定的鐵電性。而在外力撤銷(xiāo)時(shí)，這種彈性的漁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能夠回復(fù)至初始狀態(tài)。此外，通過(guò)精確控制交聯(lián)劑的用量，可以確保鐵電晶體能夠均勻地分布在交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，使材料在交聯(lián)后也能保持較好的鐵電響應(yīng)。這種彈性鐵電材料不僅具有很好的拉伸回彈性，而且具有極好的拉伸穩(wěn)定性，可以承受數(shù)千次的反復(fù)拉伸而鐵電性依然保持穩(wěn)定。它在受力后能夠恢復(fù)原狀，避免永久變形，大大提高了可靠性和使用壽命，拓展了使用范圍。 soH M5<U  
jeremiahchou 2023-08-07 18:42
制備彈性鐵電材料的方法被團(tuán)隊(duì)稱(chēng)之為“微交聯(lián)法”。傳統(tǒng)的鐵電材料主要為線(xiàn)性結(jié)構(gòu)，排列規(guī)整的部分形成結(jié)晶區(qū)提供鐵電性，而剩余的分子鏈相互纏繞在一起。由于線(xiàn)性的分子鏈間沒(méi)有共價(jià)連接，一旦施加外力，這種相互纏繞就會(huì)解開(kāi)，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)晶區(qū)被破壞，影響其鐵電性。研究團(tuán)隊(duì)采用“微交聯(lián)法”，用微量的柔軟鏈狀聚合物，讓鐵電晶體周邊非晶的纏繞部分交聯(lián)起來(lái)，相互交織形成具有彈性的漁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種漁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)松散地將鐵電晶體連接在一起，在外力作用時(shí)，可以產(chǎn)生可逆的形變來(lái)吸收外力，避免外力對(duì)結(jié)晶部分的破壞，進(jìn)而使材料在一定拉伸范圍內(nèi)依舊能夠保持穩(wěn)定的鐵電性。而在外力撤銷(xiāo)時(shí)，這種彈性的漁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能夠回復(fù)至初始狀態(tài)。此外，通過(guò)精確控制交聯(lián)劑的用量，可以確保鐵電晶體能夠均勻地分布在交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，使材料在交聯(lián)后也能保持較好的鐵電響應(yīng)。這種彈性鐵電材料不僅具有很好的拉伸回彈性，而且具有極好的拉伸穩(wěn)定性，可以承受數(shù)千次的反復(fù)拉伸而鐵電性依然保持穩(wěn)定。它在受力后能夠恢復(fù)原狀，避免永久變形，大大提高了可靠性和使用壽命，拓展了使用范圍。
sac 2023-08-07 19:12
彈性的鐵電材料
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