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认识未来可用于传感器的新型分子压电材料

今年7月,东南大学有序物质科学研究中心研究团队发现了一类新型分子压电材料,首次在压电性能上达到了传统无机压电材料的水平,这一材料将有望使电子产品体积进一步缩小、弯折衣服就可对手机充电等应用成为可能。那么,压电材料是什么?新型分子压电材料是什么样子的?它具有哪些优势?

 

7月22日,东南大学有序物质科学研究中心研究员游雨蒙展示新型分子压电材料晶体(右)和新型分子压电材料的薄膜器件(左)。资料图


新型分子压电材料是什么样子的?

首先,我们来了解一下压电性材料。压电性是指材料在受挤压或拉伸时可以产生电,或在材料两端施加电压后材料伸长或缩短的特性。而具有压电性的材料不但可像马达那样,直接将电力转换成驱动力,还可以用电产生声波、超声波等。不仅如此,借助其可以将压力转为电信号的能力,压电材料也被用作超声波传感器、加速度传感器等。

那么,新型分子压电材料是什么样子的?这种新型分子压电材料呈粉红色,从外形上看,是一些大小不等的结晶体。并且,这种合成分子材料会发光,将一丁点儿的粉末状材料涂抹在带有电极片的薄膜上,折一折薄膜就能发电了。从理论上来说,如果将这种材料涂抹在衣服上,通过弯折衣服就能发电。

这种新型分子压电材料集分子材料和传统压电材料的性能于一身。首先,它具有分子材料的种种优势,即结构灵活多变、性质设计调控空间大、制作成本低、柔韧性好、可降解、无毒害等。其次,在压电性能方面,它还具备了传统压电材料比如压电陶瓷的水平,弥补了分子材料压电性能较差的短板。

 

该新型分子压电材料未来有望用作超声波传感器、加速度传感器等。资料图


新型分子压电材料应用前景如何?

这种新材料会应用在哪些领域呢?据报道,在未来,这种材料将应用于多种研究、生产领域,具体来说,有以下三个方面。

首先,这种具有优良压电特性的分子铁电材料可使计算机芯片的体积进一步缩小,还可利用衣物的弯折进行手机充电,将大大方便我们的生活。其次,由于这种材料具有分子材料的良好生物兼容性,人们将制作出更加安全的医学植入器件;它还使能像纸张一样折叠弯曲的心率计、B超机成为可能。

此外,分子压电材料还将广泛应用于传感器、人机交互技术,微机电系统、纳米机器人等领域。

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