当前位置:首页 >> 学术资讯 >> 科研信息

中国科学院在铁电材料领域取得新进展

2024/03/31

中国科学院在铁电材料领域取得新进展


图 高分子铁电材料弹性化设计思路

铁电材料是一种重要的功能材料,具有高介电常数、压电性、热电性等特性,广泛应用于计算机存储器、超敏感传感器和声呐设备等电子产品中,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。近年来,柔性可穿戴器件在便携式移动电子设备和人体运动检测等领域应用前景广阔,受到了广泛的关注。作为制造柔性可穿戴器件的重要材料之一,铁电材料急需实现弹性化。传统铁电陶瓷的弹性应变低于0.2%,高分子铁电体弹性应变小于2%。所以对于传统铁电材料而言,很难兼顾铁电性和弹性。

  中国科学院宁波材料技术与工程研究所磁性材料与器件重点实验室柔性磁电功能材料与器件团队基于对铁电材料结构的深入研究,提出了通过微交联法制备弹性铁电体的创新思路,通过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,制备出了在大应变下仍然具有良好铁电响应的高分子材料,这种材料的拉伸率高达125%,也就是说拉伸到原来长度的2倍后,不但能保持原有的铁电性,而且还能在外力撤除后迅速恢复原状。

  制备弹性铁电材料的方法被研究团队称之为精确的微交联法。传统的高分子铁电材料主要为线性结构,排列规整的部分形成结晶区提供铁电性,其余分子链相互缠绕形成非晶区域。由于线性的分子链间没有共价连接,一旦施加外力,相互缠绕高分子链会被解开,甚至导致结晶区被破坏,影响铁电性。研究团队采用微交联法,用微量的柔软链状聚合物将铁电晶体周边非晶部分交联起来,相互交织形成具有弹性的网状结构。这种网状结构松散地将铁电晶体连接在一起,在外力作用时,可以产生可逆的弹性形变吸收外力,避免外力对结晶部分的破坏,使材料在一定拉伸范围内能够保持稳定的铁电性。在撤除外力后,弹性的网状结构能够回复至初始状态。这种弹性铁电材料不仅具有很好的拉伸回弹性,而且具有极好的拉伸稳定性,可以承受数千次的反复拉伸而铁电性依然保持稳定,大大提高了可靠性和使用寿命,拓展了使用范围。

在国家自然科学基金项目(批准号:51931011、52127803)资助下,中国科学院宁波材料技术与工程研究所李润伟研究员与胡本林研究员等率先研发出兼具弹性回复与铁电性的高分子材料,有效解决了传统铁电材料不具有大的弹性形变的难题,填补了弹性铁电材料领域的空白。相关工作以“精确微交联法实现聚合物铁电材料弹性化(Intrinsically elastic polymer ferroelectric by precise slight crosslinking)”为题发表在《科学》(Science)杂志上,论文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/science.adh2509。



版权声明:
文章来源国家自然科学基金委员会,分享只为学术交流,如涉及侵权问题请联系我们,我们将及时修改或删除。

相关学术资讯
近期会议

2026年智慧交通与检测技术国际会议(ITDT 2026)(2026-03-25)

2026年第六届智能机器人系统国际会议(ISoIRS 2026)(2026-03-27)

2026年人工智能教育技术与数据科学国际学术会议(AIETDS 2026)(2026-03-27)

2026年IEEE第八届软件工程和计算机科学国际会议(CSECS 2026)(2026-04-17)

第十五届春季国际工程与技术大会 (SCET 2026)(2026-04-17)

2026年金融科技、创新与信息技术国际会议(2026-04-18)

2026年多尺度人工智能国际会议(MAI 2026)(2026-04-24)

第三届机器学习与智能计算国际学术会议(MLIC 2026)(2026-04-24)

2026 空天信息与产业创新国际学术研讨会暨第二届中国——塞尔维亚空天技术与产业应用研讨会(ISA3I 2026)(2026-04-24)

数字化教育系统与计算机科学国际学术会议(2026-04-24)

2026年艺术交流与文化产业国际会议(ICAECI 2026)(2026-3-30)

2026年智慧城市与大数据国际会议(ICSCBD 2026)(2026-4-28)

2026智能感知、嵌入式系统与模式识别国际会议(IPESPR 2026)(2026-3-28)

2026能源、环境研究与低碳技术国际会议(ICEERLCT 2026)(2026-4-28)

2026年社会科学与人文科学国际会议(IACSSH 2026)(2026-6-28)

2026年自动化技术与航空航天工程国际会议(ICAEAT 2026)(2026-3-29)

2026年智能光子学、光电材料与光学成像国际会议(IPOMI 2026)(2026-4-30)

2026药理学与临床药学国际会议(ICPCP 2026)(2026-4-29)

2026年能源经济、可持续农业与环境资源国际会议(IESAR 2026)(2026-4-29)

2026年工业建筑、结构工程与材料国际会议(ICIASEM 2026)(2026-4-27)

小贴士:学术会议云是学术会议查询检索的第三方门户网站。它是会议组织发布会议信息、众多学术爱好者参加会议、找会议的双向交流平台。它可提供国内外学术会议信息预报、分类检索、在线报名、论文征集、资料发布以及了解学术资讯,查找会服机构等服务,支持PC、微信、APP,三媒联动。
综合推荐区

学术科研网址导航,430+站,定制学术书签

2026年第五届云计算、计算机视觉和图像处理.

2026年动力学与机械工程国际学术研讨会 (.

2026年IEEE第八届软件工程和计算机科学.

2026年第八届计算机图形学、图像与可视化国.

第八届信息科学、电气与自动化工程国际学术会议.

第三届机器学习与智能计算国际学术会议(MLI.

第六届自动化控制、算法与智能仿生国际学术会议.

2026 年第三届计算,机器学习与数据科学国.

第十三届先进制造技术与材料工程国际学术会议 .

第二届人工智能与产品设计国际学术会议 (AI.

2026年多尺度人工智能国际会议(MAI 2.

2026年量子计算与人工智能国际学术会议(I.

2026年第六届计算机视觉与模式分析国际学术.

第七届机械仪表与自动化国际学术会议(ICMI.

2026年第四届亚洲机器学习、算法与神经网络.

2026年第四届亚洲计算机视觉、图像处理与模.

2026年人工智能与数据挖掘国际学术会议(A.

2026年IEEE第七届计算,网络与物联网国.

2026年第五届网络、通信与信息技术国际会议.

2026年智能机器人与控制技术国际会议(CI.

2026年传感器技术、自动化与智能制造国际会.

2026年智能系统与计算国际会议 (ICIS.

2026年电子, 通信与计算机科学国际会议 .

2026年IEEE第三届先进机器人, 自动化.

2026年第七届控制, 机器人与智能系统国际.