中国科学院宁波材料所新技术让传感器和可穿戴设备更柔更弹

中国科学院宁波材料技术与工程研究所胡本林研究员和李润伟研究员经历科研攻关，取得重大突破，将前述材料低于5%的弹性回复提升到125%，此研究开辟了全新的“弹性铁电”学科方向。这个新技术兼顾铁电性和弹性，让可穿戴设备更柔、更具有弹性。 人们对柔性可穿戴设备的消费日益增多，作为重要原材料之一，已经有百年历史的铁电材料的弹性化也迫在眉睫，但其研发过程非常艰难。因为该材料的铁电性来源是晶体，本身几乎不具备弹性，拉伸率低，且无回弹能力。 铁电材料是一种多功能的材料。但在实际应用中，气垫材料是难以被替代的。比如高容量电容器，用普通材料也可以，但是缺点是能量密度低。对于柔性材料和弹性材料的区别主要在于应变范围，柔性指的是小于5%，而且只能弯曲，弹性的应变范围是大于5%的，它的优点是可以反复拉伸，也可以反复弯曲。 铁电材料可以用于数据存储和处理，传感和能量转换以及非线性光学和光电器件等方面，它被广泛应用于计算机存储器，高精度电机，超敏感传感器和声纳设备等电子产品中，同时在现代手机，平板等电子设备中也是不可或缺的一种材料。用弹性铁电材料所做出来的传感器会更加随和，经过测试精准度更高，对于顾客来讲会有更好的穿戴舒适性，在未来可以为智慧医疗，智慧穿戴提供更多的想象空间。而本次研究团队采用的是硅胶连发。此方法为铁电材料插上翅膀，能精准的控制胶黏剂的用量。微量的柔软链状聚合物相互交织形成具有弹性的渔网状结构，松散地将铁电晶体连接在一起，并在外力作用时，产生可逆的形变，避免对结晶部分造成破坏，能保持稳定的铁电性。在铁电材料被发现后的百年历史中，这是一个突破性工作。