22日,据东南大学报道,该校熊仁根教授团队、游雨蒙教授项目团队及合作者在分子铁电、压电材料行业取得重要研究进展。 相关研究结果近日发表在国际顶级学术杂志《科学》( science )上,受到世界学术界的关注。
22日,熊仁根教授在接受记者采访时介绍说,压电性是指材料被按压或拉伸时会产生电,在材料两端施加电压时材料会伸长或收缩的特征。 具有压电性的材料也称为压电材料,这种材料不仅像电机一样可以直接将电力转换为驱动力,还可以用电产生声波、超声波,例如医用超声波探头采用的是压电材料。 不仅如此,根据其将压力转换为电信号的能力,压电材料还被用作超声波传感器、加速度传感器等,在目前高端智能手机上“摆动”等功能的实现得益于压电加速度传感器。 “乘坐卫星火箭,下渔船潜水艇,从军用导弹到医用超声波,压电材料的采用可以说渗透到了社会的各个层面。 ”
但是,随着科学技术的迅速发展,人们希望各类电气设备的尺寸越来越小,需要对以前流传下来的压电材料进行更大规模的“压缩”,使之成为纺织品,穿在衣服上。
“这些指控对以前流传下来的压电材料来说,会产生很多问题。 ”熊仁根教授说,例如压电陶瓷的制造需要上千度的高温,在这个温度下,大部分精密的电子器件和柔性薄膜都承受不了这个温度。 而且,陶瓷高硬度如果遇到对柔软性的诉求,反而会成为缺点; 另外,不得不说传统的压电陶瓷一般都含有潜在的有毒金属,不利于环境保护,有可能对生物体造成毒性。
必须指出的是,除了以前流传下来的陶瓷材料外,还存在着另一大类分子组成的“分子材料”。 这种特殊的材料,由于其结构灵活多样、性质设计可控空之间较大、价格低廉、易制作薄膜、柔软性好、可降解、无毒性等优点,一直是材料研究行业的热点
“为了弥补迄今为止流传下来的压电陶瓷应用上的问题,研究者们近百年来一直在努力提高分子材料的压电性能。 虽然希望用分子材料弥补压电陶瓷的短板,但效果甚微。 ”熊仁根教授说,他的科研团队突破了以前流传下来的合成思路,另辟蹊径,创新性地从提高铁电极的轴数开始,利用相变前后对称性的巨大变化,发现了具有优良压电性能的分子铁电材料。
这种新型的分子铁电材料不仅继承了分子材料的各种特征,而且首次发现压电性能达到了以前流传下来的压电陶瓷的水平。 虽然研究还只剩下实验室,但是随着新型分子铁电体的开发和进步,制作具有实用性的柔性薄膜压电元件已经不是不可能的梦想。
“未来,这种具有优良压电特性的分子铁电材料将进一步缩小计算机芯片的体积,使弯曲如纸的心率计和超声波检测仪成为可能,或利用衣物的弯曲为手机充电。 而且,由于分子材料良好的生物相容性,人们会制造出更安全的医学植入设备。 此外,分子压电材料在传感器、人机交互技术、微机电系统、纳米机器人及主动柔性电子等行业有着重要的应用前景。 ’熊仁根教授对该材料未来的应用充满信心。
记者了解到,该研究成果已于年7月21日在线发表在国际顶级学术杂志《科学》上,标志着中国在分子材料行业再次走在世界前列。
这篇论文也是江苏省“分子铁电科学与应用”要点实验室(前身为东南大学秩序物质科学研究中心)的重要成果。 的第一作者和联合通讯社的游雨蒙教授及合作作者廖伟强博士(联合第一作者)、熊仁根教授(联合通讯社)、叶恒云教授、张毅教授、付大伟教授、李鹏飞博士、王金兰教授等来自该实验室。
(来源:中国信息网记者:申冉原标题:中国发现新型发电材料。 将来可以用衣服给手机充电)
来源:经济之声
心灵鸡汤:
标题:“中国科学家厉害了!发明的这款产品可以用衣服给手机充电了!”
地址:http://www.jyqsh.com/jjrd/2140.html