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可穿戴设备 / 柔性屏新突破:宁波材料所研发高弹性铁电材料,登上《科学》期刊

2023/8/4 12:16:36 来源:IT之家 作者:清源(实习) 责编:汪淼

IT之家 8 月 4 日消息,据央视新闻、中国科学院宁波材料技术与工程研究所(下称宁波材料所)官网消息,该所研发了一种新型高弹性铁电材料,相关成果于今日在国际顶级学术期刊《科学》上刊登

据介绍,铁电材料是一种功能材料,其表面自带电荷,且有记忆功能。在外加电场的作用下,电荷可以重新排列,即使电场不再作用,排列后的电荷也会保持原状。这种材料是手机、平板电脑等电子设备中必不可少的材料之一

而传统铁电材料多表现为脆性(无机)或塑性(有机),随着可穿戴设备、柔弹性电子和智能感知等领域的快速发展,使用材料的要求越来越高:需要在复杂形变下依旧保持稳定的性能

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该所提出了一种“弹性铁电材料”的概念,设计了精确的“微交联法”在铁电聚合物中建立网络结构,实现了铁电材料铁电性与弹性的平衡,制备出了在高频、大应变下仍然具有良好铁电响应的弹性材料

IT之家注意到,该团队采用微量的柔软链状聚合物,让铁电晶体周边非晶的缠绕部分交联起来,相互交织形成具有弹性的渔网状结构。这种渔网状结构松散地将铁电晶体连接在一起,在外力作用时,可以产生可逆的形变来吸收外力,避免外力对结晶部分的破坏,进而使材料在一定拉伸范围内依旧能够保持稳定的铁电性。

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这种材料的拉伸率高达 125%,拉伸之后不但能保持原有的铁电性,还能在外力撤除后迅速恢复原状,大大提高了可靠性和使用寿命,拓展了使用范围

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此外,该材料有效解决了传统铁电材料在可穿戴领域难以在大形变下保持稳定性能的难题,填补了弹性铁电材料领域的空白。未来,由该材料制成的传感器将更加随和,且具有更高的测量精度和更好的穿戴舒适性,有望广泛运用于智慧医疗、智能可穿戴等领域,甚至制成可任意弯折的手机屏幕

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