東大研制出世界首例無(wú)金屬鈣鈦礦型鐵電體
東南大學(xué)專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)研制出世界首例無(wú)金屬鈣鈦礦型鐵電體,研究成果以《無(wú)金屬三維鈣鈦礦鐵電體》為題,于美國(guó)東部時(shí)間7月13日被世界頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志在線發(fā)表,標(biāo)志著我國(guó)在分子材料領(lǐng)域又一次走在世界前列。
所謂鐵電體,是指對(duì)外界電刺激具有一定“記憶性”的材料。常見(jiàn)鈣鈦礦材料主要有無(wú)機(jī)鈣鈦礦和有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化型鈣鈦礦兩種。這兩類(lèi)材料均帶有金屬元素,雖然金屬元素賦予鈣鈦礦材料某些功能性優(yōu)勢(shì),但加工、制備困難較大。此外,某些金屬元素(比如鉛)還會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。因此,科學(xué)家們一直在尋找鈣鈦礦家族中的第三類(lèi)——無(wú)金屬全有機(jī)鈣鈦礦材料。 東南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院熊仁根教授團(tuán)隊(duì)、游雨蒙教授課題組,經(jīng)過(guò)刻苦攻關(guān),利用帶電分子基團(tuán)取代無(wú)機(jī)離子,成功制備出一大類(lèi)共計(jì)23種全有機(jī)新型鈣鈦礦材料,其中17種顯示良好的鐵電性,有望在柔性電子、生物醫(yī)學(xué)器件、偏光開(kāi)關(guān)、可穿戴器件中獲得廣泛應(yīng)用。熊仁根教授舉例說(shuō),現(xiàn)在B超探頭是無(wú)機(jī)材料做的,必須通過(guò)抹油來(lái)探尋病灶。如果采用全有機(jī)鈣鈦礦材料,不但無(wú)需抹油,還可以更精準(zhǔn)地捕捉到病灶信息。有機(jī)鈣鈦礦材料密度小,可以減輕產(chǎn)品重量,如航天飛機(jī)使用的某些元件,本來(lái)有一噸重,換成有機(jī)鈣鈦礦材料可能只有幾十公斤重。 |