中國科學院寧波材料所，取得一項“里程碑式”突破。

今天上午，國際頂尖學術期刊《科學》，發(fā)布該所柔性磁電功能材料與器件團隊的重磅科研成果——全球率先研發(fā)出兼具彈性與鐵電性的新型高分子鐵電材料，有效解決傳統(tǒng)鐵電材料在可穿戴領域難以在大形變下保持穩(wěn)定性能的難題，填補了彈性鐵電材料領域的空白。

通俗地說，人在運動狀態(tài)下，穿戴設備的普通部位拉伸度約是10%，肘部約是50%，而傳統(tǒng)鐵電材料的彈性應變小于2%。但中國科學院寧波材料所研發(fā)制備的彈性鐵電材料，其拉伸率高達125%，拉伸到原來長度的2倍后，仍能保持原有的鐵電性，還能迅速復原。

這一研究成果以“Intrinsically elastic polymer ferroelectric by precise slight crosslinking”為題發(fā)布在《科學》上，中國科學院寧波材料所為第一完成單位和唯一通訊單位，中國科學技術大學納米學院和中國科學院寧波材料所的聯(lián)合培養(yǎng)碩士生高亮為第一作者，中國科學院寧波材料所胡本林研究員和李潤偉研究員為通訊作者。

“這個工作絕對令人驚嘆，毫無疑問是本領域的一個里程碑!”《科學》期刊審稿專家評價。

審稿專家認為，在鐵電材料被發(fā)現(xiàn)后的百年歷史中，和鐵電陶瓷的不超過0.2%的拉伸應變，到聚合物鐵電材料小于2%的彈性回復相比，這是一個突破性的工作，開辟了全新的“彈性鐵電”學科方向。

鐵電材料是一種神奇的絕緣性功能材料，其具備高介電常數(shù)、壓電性、熱電性、電制冷性等特性，可以用在計算機存儲器、高精度電機、超敏感傳感器和聲納設備等電子產品中，也是我們日常使用的手機、平板電腦等電子設備中必不可少的材料之一。

中國科學院寧波材料所研究團隊基于對鐵電材料結構的深入研究，創(chuàng)新性地提出了“彈性鐵電”的概念，通過對材料結構的精準設計和控制，實現(xiàn)了鐵電材料鐵電性與彈性的平衡，制備出在高頻大應變下仍然具有良好鐵電響應的彈性材料。

這種精準設計的方法，被團隊稱為“微交聯(lián)法”，也就是用微量的柔軟鏈狀聚合物，讓鐵電晶體周邊非晶的纏繞部分交聯(lián)起來，相互交織形成具有彈性的漁網狀結構，它可以松散地將鐵電晶體連接在一起，在外力作用時，產生可逆的形變來吸收外力，避免外力對結晶部分的破壞，進而使材料在一定拉伸范圍內依舊能夠保持穩(wěn)定的鐵電性。

“用了一個非同尋常且極其震撼的設計策略?！睂@一方法，《科學》期刊審稿專家如是評價。

“拉伸回彈性很好，穩(wěn)定性也極好，可以承受數(shù)千次的反復拉伸而鐵電性依然保持穩(wěn)定，這大大提高了可靠性和使用壽命，拓展了彈性鐵電材料的使用范圍?！焙玖终f。

他認為，彈性鐵電材料的突破性研究，為智慧醫(yī)療、智能可穿戴等領域的發(fā)展帶來無限想象空間。

（來源：寧波市科技局）