分子材料壓電性不足難題破解

　　24日，記者從東南大學(xué)獲悉，該校與美國托萊多大學(xué)、北京大學(xué)等單位合作，合成了一類具有優(yōu)異壓電性能的分子鐵電材料。這一成果解決了困擾學(xué)界130多年的分子材料壓電性不足的世紀(jì)難題。

　　壓電性指的是材料在受擠壓或拉伸時可以產(chǎn)生電，或在材料兩端施加電壓后材料能伸長或縮短的特性。1880年，居里兄弟首先發(fā)現(xiàn)電氣石的壓電效應(yīng)，從此開始了壓電學(xué)的歷史。壓電材料可以直接將電力轉(zhuǎn)化成驅(qū)動力，用電產(chǎn)生聲波、超聲波，可廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、醫(yī)療和國防等眾多領(lǐng)域。

　　傳統(tǒng)壓電陶瓷材料制造溫度高、硬度大、有一定毒性，相比較而言，“分子材料”結(jié)構(gòu)靈活多變、性質(zhì)設(shè)計調(diào)控空間大、制作成本低、容易制成薄膜、柔韌性好、可降解、無毒害。研究者們一直在努力提升分子材料的壓電性能，希望補(bǔ)足壓電陶瓷的短板，但收效甚微。在這一背景下，科學(xué)家突破傳統(tǒng)的思路，從提升鐵電極軸數(shù)量入手，利用相變前后對稱性的巨大變化，發(fā)現(xiàn)了一類具有優(yōu)異壓電性能的分子鐵電材料。

　　據(jù)悉，這種新型分子鐵電材料不僅秉承了分子材料的優(yōu)勢，同時在壓電性能上也達(dá)到了傳統(tǒng)壓電陶瓷的水平。東南大學(xué)教授熊仁根說：“未來，這種具有優(yōu)良壓電特性的分子鐵電材料將會使計算機(jī)芯片的體積進(jìn)一步縮小。憑借著分子材料的良好生物兼容性，人們將制作出更加安全的醫(yī)學(xué)植入器件。該材料將在傳感器、人機(jī)交互技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)、納米機(jī)器人以及有源柔性電子學(xué)等領(lǐng)域具有重大的應(yīng)用前景。”該研究成果已于近日在國際頂尖學(xué)術(shù)雜志《科學(xué)》在線發(fā)表。