中國科學院寧波材料技術與工程研究所李潤偉研究員領導的研究小組提出了一種”輕微交聯”方法，可賦予鐵電材料彈性恢復的能力，這一突破被稱為”彈性鐵電”，有望推動穿戴式電子設備和智慧醫療的發展。該研究最近發表在《科學》雜誌。

鐵電材料在資料儲存和處理、感測、能量轉換和光電等應用領域非常有用，因此在手機、平板電腦和其他日常使用的電子設備中非常受歡迎。然而，傳統的鐵電材料在應力釋放後的彈性恢復能力很差，通常低於2%，因此容易變脆（鐵電陶瓷）或塑化（鐵電聚合物）。70% 應變下的彈性鐵電。資料來源：NIMTE

這些材料的鐵電特性主要歸因於其晶體區域，而晶體區域缺乏內在彈性。為了解決鐵電響應和彈性恢復的難題，研究人員開發了一種精確的”輕微交聯”方法。研究人員以聚偏氟乙烯-三氟乙烯為基材，以軟長鏈聚氧化乙烯二胺為交聯劑，在線性鐵電聚合物中建立了網狀結構。透過將交聯密度精確控制在1-2%，交聯鐵電薄膜主要呈現β相結晶結構，並均勻分散在交聯聚合物網絡中。在應力作用下，網狀結構可以均勻分佈並承受外力，從而減輕對結晶區域的破壞。因此，這些新開發的鐵電材料兼具彈性和相對較高的結晶度。實驗結果還表明，即使在應變高達70% 的情況下，交聯薄膜仍能保持穩定的鐵電響應和彈性恢復。「基於他們的研究，高志強等人確立了一個新的研究方向–彈性鐵電。」國際知名鐵電材料專家熊仁根教授說彈性鐵電材料具有優異的抗機械疲勞和抗鐵電疲勞性能，在穿戴式電子設備和智慧醫療領域具有廣泛的應用前景。