隨著科技的進(jìn)步,很多世紀(jì)難題都一一被人們解開,我們不得不驚嘆于人類的堅(jiān)持以及創(chuàng)新。在當(dāng)代社會,大學(xué)生群體就被給予著這樣的期望,作為高等教育的受教群體,在不斷接受知識的過程中,也要學(xué)會不斷的創(chuàng)新,只有創(chuàng)新才能給予教育新的動(dòng)力!!!
近日,東南大學(xué)召開新聞發(fā)布會宣布,東南大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)合成首例達(dá)到無機(jī)材料壓電性能的分子材料,分子鐵電、壓電材料領(lǐng)域取得了沖刺性研究進(jìn)展,解決130年來制約分子材料壓電性的世紀(jì)難題。
東南大學(xué)熊仁根教授團(tuán)隊(duì)、游雨蒙教授課題組與合作者歷經(jīng)3年多的研究,完成了此項(xiàng)研究,研究結(jié)果已于美國東部時(shí)間7月21日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)雜志《科學(xué)》上。
壓電材料受到擠壓或拉伸時(shí)可以產(chǎn)生電,或在其兩段施加電壓使材料伸長或縮短,這種特性就是壓電性。壓電材料可以像馬達(dá)一樣直接將電力轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)力,還可以產(chǎn)生聲波及聲波。它在軍事、航天和醫(yī)療領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。日常生活中,智能手機(jī)“搖一搖”功能,石英手表原件構(gòu)成,都是壓電材料在發(fā)揮重要作用。
無機(jī)陶瓷壓電材料是目前運(yùn)用較為廣泛的壓電材料,但缺點(diǎn)是制備溫度高,成膜困難,柔韌性差,含有的潛在有毒金屬。
分子鐵電體作為傳統(tǒng)無機(jī)陶瓷鐵電體的有益補(bǔ)充和替代,“分子材料”具有結(jié)構(gòu)靈活多變、制作成本低、容易制成薄膜、柔韌性好、無毒害等一系列優(yōu)越性能。但由于壓電性與陶瓷壓電材料存在數(shù)量級差距,一直無法在壓電領(lǐng)域取得一席之地。
東南大學(xué)的研究者為解決分子材料的壓電性這一世紀(jì)難題帶來了曙光。他們創(chuàng)新性地從提升鐵電極軸數(shù)量入手,利用相變前后對稱性的巨大變化,合成了一類具有優(yōu)異壓電性能的分子鐵電材料:三甲基氯甲基銨氯酸錳(Ⅱ)鹽(TMCM-MnCl3)和三甲基氯甲基銨氯酸鉻鹽(TMCM- CdCl3)。后者壓電常數(shù)d33甚至高于目前廣泛運(yùn)用的無機(jī)壓電材料鈦酸鋇。這一研究結(jié)果宣告分子鐵電材料首次在壓電性能上達(dá)到了傳統(tǒng)壓電陶瓷的水平,也是130年以來首例達(dá)到無機(jī)材料壓電性能的分子材料。
盡管目前研究仍停留于實(shí)驗(yàn)階段,隨著新型分子鐵電的開發(fā)和進(jìn)步,制作出實(shí)用性的柔性薄膜壓電元件不再是遙不可及的夢想。這一研究給傳感器,人機(jī)交互技術(shù),微機(jī)電系統(tǒng),有源柔性電子學(xué)帶來新的可能與機(jī)遇。單從醫(yī)療領(lǐng)域看來,分子鐵電材料將有助于醫(yī)療器械朝更小、更輕、更薄方向發(fā)展,在不久的將來像紙張一樣彎曲折疊的心率計(jì)、薄膜醫(yī)用儀器(B)和納米機(jī)器人的夢想都會成為現(xiàn)實(shí),可穿戴式醫(yī)療設(shè)備也會進(jìn)入尋常百姓家。