由新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)领导的一个研究小组开发出了一种新材料，在通电后，这种材料的弯曲程度是其竞争对手的40倍，这为更好的微型机器的开发开辟了道路。

 

相反，当它弯曲时，它可以非常有效地发电，并可以用于更好的“能量收集”——可能仅通过日常活动就可以给小工具的电池充电。

 

这种新型材料既是电致伸缩材料又是压电材料。它的电致伸缩特性意味着它可以在施加电流时改变形状，而压电性意味着这种材料可以将压力转化为电荷。

 

当施加电场时，构成电致伸缩材料的原子发生位移，导致材料变形和弯曲。当压电材料被压缩时，杏耀代理压力就会转化为电荷，并在材料中积累。

 

科学家们发现，当施加一个电场时，这种新的混合材料可以承受高达22%的应变，这是迄今为止压电材料中报道的最高应变。这远远超过了传统压电材料，当电流通过时，其变形仅为0.5%。这种新材料也比其他压电材料和电致伸缩材料更节能。

 

压电材料通常用于吉他、扬声器、传感器和电动机。例如，压电拾音器是一种用于电吉他的装置，它将琴弦的振动转化为电信号，然后处理为音乐录制或通过扬声器放大。

 

铁电晶体最早于1920年被发现，70多年来一直用于制造压电，杏耀注册 ，因为它们很容易集成到电子设备中。

 

然而，它们易碎且不灵活，弯曲度仅为0.5%，这在很大程度上限制了它们在执行器(将电子控制信号转换为机械运动的部件，例如开启和关闭阀门)等电子设备中的应用。

 

一些铁电体也含有铅，铅是有毒的，它存在于压电器件中是电子垃圾难以回收的原因之一。传统的铁电材料，如钙钛矿氧化物，也不适合与皮肤接触的柔性电子设备，如可穿戴的生物医学设备，可跟踪心率。

 

上个月发表在科学杂志《自然材料》上的新材料是由南大物理与数学科学学院的范洪晋教授及其团队创造的，其中包括他的博士生胡玉忠先生，他是这篇论文的第一作者。中国南方科技大学前南大材料科学与工程学院教授王俊玲教授也是该团队的一员。

 

范教授说:“这种新型铁电材料的柔性是类似电致伸缩材料的40多倍，可以应用于高效率的器件，如执行器和传感器，当施加电场时，它们就会弯曲。由于其优越的压电性能，这种材料也可以用于机械设备，当弯曲时可以收集能量，这将有助于为可穿戴设备充电。

 

“我们认为我们可以大大提高性能在未来进一步优化化学成分,我们相信这种类型的材料可以发挥关键作用的发展可穿戴设备物联网(物联网)的关键技术之一使第四次工业革命。”

 

开发一种柔性铁电材料

 

为了开发一种柔性铁电材料，研究人员修改了一种杂化铁电化合物C6H5N(CH3)3CdCl3(简称PCCF)的化学结构，这种杂化铁电化合物有可能比传统铁电材料弯曲100倍以上。

 

为了进一步增加材料的移动范围，科学家们修改了化合物的化学组成，杏耀连接用与氯大小相似的溴(Br)取代氯(Cl)原子，从而削弱结构中特定点的化学键。这使得材料更有弹性，而不影响其压电性。

 

这种新材料很容易制造，只需要基于溶液的处理，即晶体在液体蒸发时形成，不像典型的铁电晶体需要使用高能激光器和能量来形成。

 

当电场作用于新的PCCF化合物时，其原子的位移比大多数传统铁电材料中的原子要大得多，拉伸幅度高达22%，远远超过传统压电材料。