東大研制出世界首例無金屬鈣鈦礦型鐵電體
東南大學(xué)專家團隊研制出世界首例無金屬鈣鈦礦型鐵電體,研究成果以《無金屬三維鈣鈦礦鐵電體》為題,于美國東部時間7月13日被世界頂級學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志在線發(fā)表,標志著我國在分子材料領(lǐng)域又一次走在世界前列。
所謂鐵電體,是指對外界電刺激具有一定“記憶性”的材料。常見鈣鈦礦材料主要有無機鈣鈦礦和有機-無機雜化型鈣鈦礦兩種。這兩類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,但加工、制備困難較大。此外,某些金屬元素(比如鉛)還會造成嚴重的環(huán)境問題。因此,科學(xué)家們一直在尋找鈣鈦礦家族中的第三類——無金屬全有機鈣鈦礦材料。 東南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院熊仁根教授團隊、游雨蒙教授課題組,經(jīng)過刻苦攻關(guān),利用帶電分子基團取代無機離子,成功制備出一大類共計23種全有機新型鈣鈦礦材料,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、偏光開關(guān)、可穿戴器件中獲得廣泛應(yīng)用。熊仁根教授舉例說,現(xiàn)在B超探頭是無機材料做的,必須通過抹油來探尋病灶。如果采用全有機鈣鈦礦材料,不但無需抹油,還可以更精準地捕捉到病灶信息。有機鈣鈦礦材料密度小,可以減輕產(chǎn)品重量,如航天飛機使用的某些元件,本來有一噸重,換成有機鈣鈦礦材料可能只有幾十公斤重。 |