近日，中国科学院宁波材料技能与工程研究所的研究团队研发出了兼具弹性回答与铁电性的新型高分子铁电材料，有效办理了传统铁电材料在可穿着领域难以在大形变下保持稳定性能的难题，补充了弹性铁电材料领域的空缺。该成果于8月4日在国际顶尖学术期刊《科学》上揭橥。
铁电材料是一种绝缘性功能材料，表面自带电荷，且有影象功能。在外加电场的浸染下，电荷可以重新排列，纵然电场不再浸染，排列后的电荷也会保持原状。因此，该材料广泛运用于打算机存储器、高精度电机、超敏感传感器和声呐设备等电子产品中，也是我们日常利用的手机、平板电脑等电子设备中必不可少的材料之一。然而，铁电材料的铁电性来源——结晶部分险些不具备弹性，拉伸率一样平常低于5%且没有回弹能力，铁电性和弹性对付铁电材料而言很难兼顾，制约了其可穿着性。
该成果的卖力人，中国科学院宁波材料所研究员胡本林先容，这一研究成果最大的特点便是在高比年夜应变下，比如人体运动的时候，哀求可穿着材料具有弹性回答能力，而传统的材料，如无机铁电材料完备无法拉伸，而一些铁电材料虽然能够拉伸，但却无法实现弹性回答。
研究团队创新性地提出了“弹性铁电”观点，通过对材料构造的精准设计和掌握，实现了铁电材料铁电性与弹性的平衡，制备出了在高比年夜应变下仍旧具有良好铁电相应的弹性材料，这种材料的拉伸率高达125%，也便是说把它拉伸到原来长度的2倍后，不但能保持原有的铁电性，而且还能在外力撤除后迅速恢复原状。大大提高了可靠性和利用寿命，拓展了利用范围。
制备弹性铁电材料的方法被团队称之为“微交联法”。传统的铁电材料紧张为线性构造，排列规整的部分形成结晶区供应铁电性，而剩余的分子链相互缠绕在一起。由于线性的分子链间没有共价连接，一旦施加外力，这种相互缠绕就会解开，进而导致结晶区被毁坏，影响其铁电性。研究团队采取“微交联法”，用微量的优柔链状聚合物，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构造。这种渔网状构造疏松地将铁电晶体连接在一起，在外力浸染时，可以产生可逆的形变来接管外力，避免外力对结晶部分的毁坏，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。而在外力撤销时，这种弹性的渔网状构造能够回答至初始状态。此外，通过精确掌握交联剂的用量，可以确保铁电晶体能够均匀地分布在交联网络中，使材料在交联后也能保持较好的铁电相应。
微交联法为铁电材料插上了一双弹性化的翅膀，用弹性铁电材料做成的传感器将更加随和，具有更高的丈量精度、更好的穿着舒适性，将为聪慧医疗、智能可穿着等领域创造更广阔的想象空间，试想一位脑卒中患者如果能够穿上这样一件带有柔性传感器的优柔、可洗濯的衣服，随时到处所便地监控心率、呼吸等康健信息，是不是很令人期待？有了弹性铁电材料，我们的手机就离优柔贴身可任意弯折又近了一步，不仅随身携带会更加方便，乃至可以集成在衣物或者手套之上，是不是很酷呢？
