【48812】张恒课题组在Angew宣布弹性铁电资料重要研讨效果

时间: 2024-07-11 04:38:24 |   作者: 新闻中心

　　近来，昆明理工大学化学工程学院张恒（正高档试验师）课题组和中国科学院宁波资料技能与工程研讨所柔性磁电功用资料与器材团队协作，在铁电资料弹性化范畴获得重要研讨进展，相关效果以“Elastic relaxor ferroelectric by thiol-ene click reaction”为题宣布在世界化学尖端期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。昆明理工大学为论文榜首完结单位及通讯单位，化学工程专业2021级硕士研讨生李博文为论文榜首作者，张恒和高欣副教授为论文一起通讯作者。

　　电子资料的弹性化为可穿戴设备范畴带来了新的机会。铁电体相似于半导体和电极，是可穿戴电子科技类产品中的要害资料。但可穿戴设备的发展需求铁电体在内的这些电子资料可接受大幅（到达50~80%）且频频的应变，一起要求其坚持杰出的电学功能。因而，铁电资料的弹性化成为一个极具远景的方向。与经典铁电体相似，弛豫铁电体表现出多功用性，包含热释电性、压电性和介电性等，为开发和使用为高功能驱动器和传感器供给了宽广的远景。但是，无机弛豫铁电体表现出脆性，而有机弛豫铁电性表现出塑性，均无弹性。弛豫铁电体作为现代电子设备中的要害资料，这一问题将约束了它们在柔弹性电子科技类产品中的使用。中国科学院宁波资料技能与工程研讨所李润伟研讨员和胡本林研讨员初次提出了“弹性铁电体”的概念（Science, 2023, 381: 540–544），经过精准微交联完成了铁电体结晶度和回弹性之间的奇妙平衡。但是，该本征弹性铁电体的完成条件需求高温热交联，在某些特定的程度上约束了弹性铁电资料的使用远景。

　　本研讨以弛豫性铁电聚合物聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯[P(VDF-CTFE)]为研讨目标，在前期研讨的基础上，作者使用巯基-烯点击反响，完成了含双键的弛豫性铁电聚合物P(VDF-CTFE-DB)与含巯基的交联剂TMPMP的交联，构建了聚合物网状结构，以此来完成了弛豫性铁电体的本征弹性化。交联后的铁电薄膜开裂伸长率达260%，在50%应变的疲惫测验中，该弹性弛豫铁电薄膜在3,000次应变循环后仍能坚持80%的应变回复率，与市售的氟弹性体P(VDF-HFP)附近。经过对交联薄膜进行电学功能表征，验证了交联薄膜在较宽频率内安稳的铁电呼应。终究，以该弹性弛豫性铁电体薄膜为介质层制备的全弹性铁电器材在70%应变下展示了安稳的铁电呼应，进一步验证了该弹性弛豫铁电薄膜使用于可穿戴设备的可能性。本研讨为构建本征弹性弛豫铁电资料供给了一个简洁、高效的新思路。