近日，中國科學院寧波材料技術與(yu) 工程研究所的研究團隊研發出了兼具彈性回複與(yu) 鐵電性的新型高分子鐵電材料，有效解決(jue) 了傳(chuan) 統鐵電材料在可穿戴領域難以在大形變下保持穩定性能的難題，填補了彈性鐵電材料領域的空白。該成果於(yu) 8月4日在國際頂尖學術期刊《科學》上發表。

　　鐵電材料是一種絕緣性功能材料，表麵自帶電荷，且有記憶功能。在外加電場的作用下，電荷可以重新排列，即使電場不再作用，排列後的電荷也會(hui) 保持原狀。因此，該材料廣泛應用於(yu) 計算機存儲(chu) 器、高精度電機、超敏感傳(chuan) 感器和聲呐設備等電子產(chan) 品中，也是我們(men) 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。然而，鐵電材料的鐵電性來源——結晶部分幾乎不具備彈性，拉伸率一般低於(yu) 5%且沒有回彈能力，鐵電性和彈性對於(yu) 鐵電材料而言很難兼顧，製約了其可穿戴性。

　　該成果的負責人，中國科學院寧波材料所研究員胡本林介紹，這一研究成果最大的特點就是在高頻大應變下，比如人體(ti) 運動的時候，要求可穿戴材料具有彈性回複能力，而傳(chuan) 統的材料，如無機鐵電材料完全無法拉伸，而一些鐵電材料雖然能夠拉伸，但卻無法實現彈性回複。

　　研究團隊創新性地提出了“彈性鐵電”概念，通過對材料結構的精準設計和控製，實現了鐵電材料鐵電性與(yu) 彈性的平衡，製備出了在高頻大應變下仍然具有良好鐵電響應的彈性材料，這種材料的拉伸率高達125%，也就是說把它拉伸到原來長度的2倍後，不但能保持原有的鐵電性，而且還能在外力撤除後迅速恢複原狀。大大提高了可靠性和使用壽命，拓展了使用範圍。

　　製備彈性鐵電材料的方法被團隊稱之為(wei) “微交聯法”。傳(chuan) 統的鐵電材料主要為(wei) 線性結構，排列規整的部分形成結晶區提供鐵電性，而剩餘(yu) 的分子鏈相互纏繞在一起。由於(yu) 線性的分子鏈間沒有共價(jia) 連接，一旦施加外力，這種相互纏繞就會(hui) 解開，進而導致結晶區被破壞，影響其鐵電性。研究團隊采用“微交聯法”，用微量的柔軟鏈狀聚合物，讓鐵電晶體(ti) 周邊非晶的纏繞部分交聯起來，相互交織形成具有彈性的漁網狀結構。這種漁網狀結構鬆散地將鐵電晶體(ti) 連接在一起，在外力作用時，可以產(chan) 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範圍內(nei) 依舊能夠保持穩定的鐵電性。而在外力撤銷時，這種彈性的漁網狀結構能夠回複至初始狀態。此外，通過精確控製交聯劑的用量，可以確保鐵電晶體(ti) 能夠均勻地分布在交聯網絡中，使材料在交聯後也能保持較好的鐵電響應。

　　微交聯法為(wei) 鐵電材料插上了一雙彈性化的翅膀，用彈性鐵電材料做成的傳(chuan) 感器將更加隨和，具有更高的測量精度、更好的穿戴舒適性，將為(wei) 智慧醫療、智能可穿戴等領域創造更廣闊的想象空間，試想一位腦卒中患者如果能夠穿上這樣一件帶有柔性傳(chuan) 感器的柔軟、可清洗的衣服，隨時隨地方便地監控心率、呼吸等健康信息，是不是很令人期待？有了彈性鐵電材料，我們(men) 的手機就離柔軟貼身可任意彎折又近了一步，不僅(jin) 隨身攜帶會(hui) 更加方便，甚至可以集成在衣物或者手套之上，是不是很酷呢？

　　（總台央視記者 李崢 褚爾嘉）