洪恒飛 高曉靜 科技日報記者 江耘

常見於存儲器、壓電元件等領域的鐵電材料，如果獲得橡皮筋一樣的彈性
，有望讓傳感器造型多變

、手機更易彎曲折疊。

8月4日，國際學術期刊《科學》刊登了中國科學院寧波材料所柔性磁電功能材料與器件團隊的科研成果——在zai全quan球qiu率lv先xian研yan發fa出chu兼jian具ju彈dan性xing回hui複fu與yu鐵tie電dian性xing的de新xin型xing高gao分fen子zi鐵tie電dian材cai料liao，有you效xiao解jie決jue傳chuan統tong鐵tie電dian材cai料liao難nan以yi在zai大da形xing變bian下xia保bao持chi穩wen定ding性xing能neng的de難nan題ti，填tian補bu彈dan性xing鐵tie電dian材cai料liao領ling域yu的de空kong白bai。

傳統鐵電材料與彈性鐵電材料的區別。科研人員供圖

鐵電材料受到拉伸容易失靈

“鐵電材料是一種神奇的絕緣性功能材料，表麵自帶電荷，沒有外加電場時
，這些電荷處於無序狀態。”該論文通訊作者、中zhong國guo科ke學xue院yuan寧ning波bo材cai料liao所suo胡hu本ben林lin研yan究jiu員yuan介jie紹shao，一yi旦dan有you電dian場chang作zuo用yong在zai鐵tie電dian材cai料liao上shang，這zhe些xie電dian荷he就jiu會hui重zhong新xin排pai列lie
，而er且qie排pai列lie的de方fang式shi會hui隨sui著zhe電dian場chang的de變bian化hua而er變bian化hua。

此(ci)外(wai)，鐵(tie)電(dian)材(cai)料(liao)還(hai)有(you)記(ji)憶(yi)能(neng)力(li)
，即(ji)便(bian)電(dian)場(chang)不(bu)再(zai)作(zuo)用(yong)
，排(pai)列(lie)後(hou)的(de)電(dian)荷(he)也(ye)會(hui)保(bao)持(chi)原(yuan)來(lai)的(de)狀(zhuang)態(tai)而(er)不(bu)發(fa)生(sheng)改(gai)變(bian)。這(zhe)就(jiu)使(shi)得(de)鐵(tie)電(dian)材(cai)料(liao)具(ju)備(bei)高(gao)介(jie)電(dian)常(chang)數(shu)、壓電性、熱電性、電製冷性等特性
，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，也是手機、平板電腦等電子設備中必不可少的材料之一。

jinnianlai，youguanrouxingkechuandaiqijiandeyanjiuredubujian，zheleiqijianbeirenweizaibianxieshiyidongdianzishebeiherentiyundongjiancedenglingyuyouguangkuodeyingyongqianjing。zuoweizhizaorouxingkechuandaiqijiandezhongyaocailiaozhiyi，tiediancailiaoruonengshixiandanxinghua，duizheyichanyefazhankeqidaotuibozhulandezuoyong。

“但是研究製備彈性化鐵電材料卻舉步維艱。”hubenlinjieshishuo
，chuantongdetiediancailiaozhuyaoweixianxingjiegou，pailieguizhengdebufenxingchengjiejingqutigongtiedianxing，ershengyudefenzilianxianghuchanraozaiyiqi。youyuxianxingdefenzilianjianmeiyougongjialianjie
，yidanshijiawaili，zhezhongxianghuchanraojiuhuijiekai，jinerdaozhijiejingqubeipohuai，yingxiangqitiedianxing。

該論文第一作者
、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合培養碩士生高亮補充道，晶體本身幾乎不具備彈性
，拉伸率一般低於5%且沒有回彈能力，因此鐵電材料很難兼顧鐵電性和彈性。

“微交聯法”編織“漁網”獲得彈性

ganzhejiubunengliangtoutian
？zhexiangyanjiuzhong

，keyanrenyuantongguoduicailiaojiegoudejingzhunshejihekongzhi

，zhibeichulezaigaopinlvdaxingbianxiarengranjuyoulianghaotiedianxiangyingdedanxingcailiao，batalashendaoyuanlaichangdude2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，實現了鐵電材料鐵電性與彈性的平衡。

製備彈性鐵電材料的方法被團隊稱之為“微交聯法”——yongweiliangderouruanlianzhuangjuhewu，rangtiedianjingtizhoubianfeijingdechanraobufenjiaolianqilai，xianghujiaozhixingchengjuyoudanxingdeyuwangzhuangjiegou。leisiyutongguohuaxuejiaolianjiangjingtihechanraobufenzhiyu“漁網”中
，製成具有良好的彈性回複能力的鐵電“橡皮筋”。

胡(hu)本(ben)林(lin)介(jie)紹(shao)，團(tuan)隊(dui)嚐(chang)試(shi)了(le)幾(ji)十(shi)種(zhong)材(cai)料(liao)才(cai)找(zhao)到(dao)合(he)適(shi)的(de)鏈(lian)狀(zhuang)聚(ju)合(he)物(wu)。這(zhe)種(zhong)漁(yu)網(wang)狀(zhuang)結(jie)構(gou)鬆(song)散(san)地(di)將(jiang)鐵(tie)電(dian)晶(jing)體(ti)連(lian)接(jie)在(zai)一(yi)起(qi)，在(zai)外(wai)力(li)作(zuo)用(yong)時(shi)
，可(ke)以(yi)產(chan)生(sheng)可(ke)逆(ni)的(de)形(xing)變(bian)來(lai)吸(xi)收(shou)外(wai)力(li)
，避(bi)免(mian)外(wai)力(li)對(dui)結(jie)晶(jing)部(bu)分(fen)的(de)破(po)壞(huai)，進(jin)而(er)使(shi)材(cai)料(liao)在(zai)一(yi)定(ding)拉(la)伸(shen)範(fan)圍(wei)內(nei)依(yi)舊(jiu)能(neng)夠(gou)保(bao)持(chi)穩(wen)定(ding)的(de)鐵(tie)電(dian)性(xing)；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，精確控製鏈狀聚合物的用量，可以確保鐵電晶體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。”胡hu本ben林lin說shuo
，這zhe種zhong彈dan性xing鐵tie電dian材cai料liao可ke以yi承cheng受shou數shu千qian次ci的de反fan複fu拉la伸shen而er鐵tie電dian性xing依yi然ran保bao持chi穩wen定ding。它ta在zai受shou力li後hou能neng夠gou恢hui複fu原yuan狀zhuang，避bi免mian永yong久jiu變bian形xing
，大da大da提ti高gao了le可ke靠kao性xing和he使shi用yong壽shou命ming，拓tuo展zhan了le使shi用yong範fan圍wei。

《科學》期刊審稿人評價道
，在鐵電材料被發現後的百年曆史中
，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於2%的彈性回複相比
，這是一個突破性工作，開辟了全新的“彈性鐵電”學科方向。