维也纳理工大学 微观聚合物结构
学分:维也纳理工大学 在所谓的铁电聚合物中，微观结构和宏观机电性能紧密耦合
对这种耦合的高温依赖性的解释现在已经在图维恩找到了
在某些材料中，电效应和机械效应密切相关:例如，当施加电场时，材料可能改变其形状，或者相反，当材料变形时，可能产生电场
这种机电活性材料对于许多技术应用非常重要
通常，这种材料是特殊的无机晶体，坚硬易碎
由于这个原因，现在正在使用所谓的铁电聚合物
它们的特征在于它们的聚合物链同时存在于两种不同的微观结构中:一些区域是高度有序的(结晶)，而无序的(无定形)区域形成于其间
这些半结晶复合材料具有机电活性，因此结合了电效应和机械效应，但同时它们也很柔软
在图维恩，这种材料现在已经得到了详细的研究——结果令人惊讶:在一定的温度以上，其性质会发生巨大的变化
维恩大学的一个研究小组与马德里和伦敦的研究小组合作，现在已经能够解释为什么会发生这种情况
从微型传感器到智能纺织品 “例如，如果你能在电场的帮助下控制材料的机械行为，你就可以用它来制造微型传感器，”教授说
维也纳大学传感器和执行器系统研究所的乌尔里希·施密德
“对于原子力显微镜来说，这也很有趣，在原子力显微镜中，你设置一个微小的振动尖端来扫描表面并生成图像
" 如果有可能不仅在刚性材料中，而且在柔性的、柔软的材料中引入这种机电特性，则这种材料的应用领域可以显著扩大
一方面，柔性材料具有完全不同的振动特性，可用于制造微型传感器
另一方面，这种材料也开辟了全新的可能性——例如智能纺织品、灵活的能量存储或集成能量收集
“固体可以是晶体，在这种情况下，原子排列成规则的晶格，或者它们可以是非晶态的，在这种情况下，单个原子是随机分布的，”乔纳斯·哈夫纳解释说，他正在研究这个项目，这是他论文的一部分
“我们研究的这种材料的特别之处在于，它可以同时是两者:它形成结晶区域，而在这两者之间的材料是无定形的
" 晶体负责材料的机电特性，无定形基质将微小的晶体结合在一起，总体上创造了一种非常柔软、柔韧的材料
太热了 为了能够进一步开发和改进这种材料，研究小组首先研究了它们的基本物理性质
在他们的研究过程中，他们遇到了一个令人惊讶的现象:铁电聚合物由晶体和无定形区域组成，在一定温度下改变了它们的微观组成——这对宏观机电行为产生了令人惊讶的影响
通常情况下，只有当极高的温度在原子水平上引起如此大的振荡时，材料的机电特性才会消失，从而材料中的电顺序完全消失
这个临界温度被称为“居里温度”
但就目前正在研究的材料而言，事情更加复杂:“在我们的例子中，微小晶体的机电特性仍然存在
乔纳斯·哈夫纳说:“从微观上看，这些晶体仍然具有电活性，但从宏观上看，这种电活性行为消失了。”
晶粒间失去联系 该团队能够解释这种效应是如何发生的:随着温度的升高，聚合物中无定形区域的比例增加，在某个点上，微小的晶体之间失去了直接接触
这意味着机械力不再能从一个微小的晶体转移到下一个，因为它们都完全嵌入在一个阻尼非晶基质中
这极大地改变了材料的机械和机电行为
乌尔里希·施密德说:“只有理解了这些基本效应，我们才能解释这些材料的微观和宏观性质是如何相互关联的。”
“我们正与众多项目合作伙伴合作，他们随后将这些材料用于原子力显微镜、传感器和芯片中
这一激动人心的材料阶段有许多潜在的应用
"
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