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分子材料压电性不足难题破解
发布:haige__   时间:2017/7/26 20:53:43   阅读:1718 
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A piezoelectric disk generates a voltage when deformed (change in shape is greatly exaggerated)
 
手机能像薄膜一样随意弯曲,B超仪可以贴在身上,衣服可以通过弯折发电……24日,记者从东南大学获悉,该校与美国托莱多大学、北京大学等单位合作,合成了一类具有优异压电性能的分子铁电材料。这一成果解决了困扰学界130多年的分子材料压电性不足的世纪难题。

压电性指的是材料在受挤压或拉伸时可以产生电,或在材料两端施加电压后材料能伸长或缩短的特性。1880年,居里兄弟首先发现电气石的压电效应,从此开始了压电学的历史。压电材料可以直接将电力转化成驱动力,用电产生声波、超声波,可广泛应用于消费电子、医疗和国防等众多领域。

传统压电陶瓷材料制造温度高、硬度大、有一定毒性,相比较而言,“分子材料”结构灵活多变、性质设计调控空间大、制作成本低、容易制成薄膜、柔韧性好、可降解、无毒害。研究者们一直在努力提升分子材料的压电性能,希望补足压电陶瓷的短板,但收效甚微。在这一背景下,科学家突破传统的思路,从提升铁电极轴数量入手,利用相变前后对称性的巨大变化,发现了一类具有优异压电性能的分子铁电材料。

据悉,这种新型分子铁电材料不仅秉承了分子材料的优势,同时在压电性能上也达到了传统压电陶瓷的水平。东南大学教授熊仁根说:“未来,这种具有优良压电特性的分子铁电材料将会使计算机芯片的体积进一步缩小。凭借着分子材料的良好生物兼容性,人们将制作出更加安全的医学植入器件。该材料将在传感器、人机交互技术、微机电系统、纳米机器人以及有源柔性电子学等领域具有重大的应用前景。”该研究成果已于近日在国际顶尖学术杂志《科学》在线发表。

来源:科技日报网
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