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我国科学家打造出有弹性的铁电材料

来源：扬子晚报    时间：2023-08-05 16:01:16


(资料图)

近日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所团队研发出了兼具弹性回复与铁电性的新型高分子铁电材料，有效解决了传统铁电材料在可穿戴领域难以在大形变下保持稳定性能的难题，填补了弹性铁电材料领域的空白。该成果于昨天（4日）在国际顶尖学术期刊《科学》上发表。

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铁电材料是一种绝缘性功能材料，表面自带电荷，且有记忆功能。在外加电场的作用下，其电荷可以重新排列，即使电场不再作用，排列后的电荷也会保持原状。因此，该材料广泛应用于计算机存储器、高精度电机、超敏感传感器和声纳设备等电子产品中，也是我们日常使用的手机、平板电脑等电子设备中必不可少的材料之一。

然而，铁电材料的铁电性来源——结晶部分几乎不具备弹性，拉伸率一般低于5%且没有回弹能力。铁电性和弹性无法兼顾，严重制约了铁电材料的可穿戴性。

中国科学院宁波材料所研究员 胡本林：我们的成果最大的特点就是在高频大应变下，在人体运动的时候，需要这种频率比较高，应变比较大的情况下，我们的材料能够有回复能力，而传统的材料，像无机的铁电材料，要不就是完全没有拉伸，有一些铁电材料能够拉伸，但是没有弹性回复。

胡本林团队创新性地提出了“弹性铁电”概念，通过自创的“微交联法”对材料结构的精准设计和控制，实现了铁电材料铁电性与弹性的平衡，不仅具有极好的拉伸稳定性，而且在受力后能够恢复原状，避免永久变形，大大提高了可靠性和使用寿命，拓展了铁电材料的使用范围。

中国科学院宁波材料所研究员 胡本林：我们的这个材料能够拉伸到原长的1倍以上，同时还能保持原来的功能，拉伸过程中功能性几乎能保持不变。传统的电子材料都比较硬，不能拉伸，我们的材料在保持功能的同时还能像橡皮筋一样反复拉伸，功能性几乎保持不变。

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