我國學(xué)者研發(fā)出新型鐵電材料 可讓柔性可穿戴設(shè)備更“隨和”

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中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種兼具彈性與鐵電性的新型高分子鐵電材料，有望解決傳統(tǒng)鐵電材料在制造柔性可穿戴設(shè)備時(shí)難以保持性能穩(wěn)定的問題。相關(guān)論文4日發(fā)表于《科學(xué)》雜志。

“鐵電材料可用在計(jì)算機(jī)存儲器、高精度電機(jī)、超敏感傳感器和聲吶設(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。”論文通訊作者之一、中國科學(xué)院寧波材料所研究員胡本林表示，鐵電材料是一種絕緣性的多功能材料，具備高介電常數(shù)、壓電性、熱電性和電制冷性等特性，這些特性使其可被用于高儲能密度電容器、能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，并對溫度變化敏感。

“作為制造柔性可穿戴設(shè)備的重要材料之一，鐵電材料的彈性化迫在眉睫。”胡本林表示，傳統(tǒng)鐵電材料的鐵電性來源于材料中的結(jié)晶部分，但晶體本身幾乎不具備彈性，因而鐵電性和彈性難以兼顧。

團(tuán)隊(duì)基于對鐵電材料結(jié)構(gòu)的研究，創(chuàng)新提出“彈性鐵電”概念，通過“微交聯(lián)法”精準(zhǔn)設(shè)計(jì)和控制材料結(jié)構(gòu)，創(chuàng)制出拉伸率高達(dá)125%的彈性鐵電材料。

“我們把彈性鐵電材料拉伸到原長度約2倍后發(fā)現(xiàn)，這種材料不但能保持原有的鐵電性，還能在外力撤除后迅速恢復(fù)原狀。”論文另一通訊作者、中國科學(xué)院寧波材料所研究員李潤偉表示，用彈性鐵電材料做成的傳感器將更加隨和，具有更高的測量精度、更好的穿戴舒適性。“例如手機(jī)就離柔軟貼身可任意彎折又近了一步，未來不僅有望更便攜，還可能集成在衣物上。”

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