南洋理工大学 这是NTU科学家开发的新型压电晶体的特写镜头，它比通常用于小型致动器和传感器的传统铁电晶体弯曲高达40倍
由新加坡南洋理工大学(NTU新加坡)领导的一组研究人员开发了一种新材料，当通电时，它可以比竞争对手弯曲40倍以上，为更好的微型机器开辟了道路
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”——有可能在日常运动中给小玩意的电池充电
这种新材料既有电致伸缩性又有压电性
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移动，导致材料变形和弯曲
当压电材料被压缩时，压力转化为电荷，电荷积聚在材料中
科学家们发现，当施加电场时，这种新的混合材料的应变可能高达22%，这是迄今为止压电材料中报道的最高应变
这远远超过了传统的压电材料，只有变形高达0
当电流通过它时为5%
这种新材料也比其他压电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，压电拾音器是电吉他中使用的一种设备，它将琴弦的振动转换成电信号，然后对电信号进行处理以录制音乐或通过扬声器进行放大
铁电晶体最早于1920年被发现，70多年来一直用于制造压电材料，因为它们很容易集成到电子器件中
然而，它们易碎且不灵活，弯曲度仅为0
这在很大程度上限制了它们在电子设备中的应用，例如致动器(将电子控制信号转换成机械运动的部件，例如打开和关闭的阀门)
一些铁电体也含有有毒的铅，它在压电器件中的存在是电子废物难以回收的原因之一
传统的铁电体如钙钛矿氧化物也不适合与皮肤接触的柔性电子设备，如跟踪心率的可穿戴生物医学设备
上个月发表在科学杂志《自然材料》上的新材料是由NTU物理和数学科学学院的范宏·金教授和他的团队创造的，包括他的博士学位
D
学生胡玉忠先生是本文的第一作者
中国南方科技大学的凌俊·王教授也是这个团队的一员，他曾是NTU材料科学与工程学院的教授
范教授说:“这种新的铁电材料比类似的电致伸缩材料具有40多倍的柔韧性，可以用于高效的装置，例如当施加电场时会弯曲的致动器和传感器
凭借其优越的压电性能，这种材料还可以用于弯曲时收集能量的机械设备，这将有助于为可穿戴设备充电
“我们认为，通过进一步优化化学成分，我们可以在未来大幅提高这一性能，我们相信这种材料可以在物联网(IOT)可穿戴设备的开发中发挥关键作用，物联网是推动第四次工业革命的关键技术之一
" 开发柔性铁电材料 为了开发一种柔性铁电材料，研究人员修改了混合铁电化合物C6H5N(CH3)3CdCl3(简称PCCF)的化学结构，这种化合物可能比传统铁电材料弯曲100倍以上
为了进一步增加物质的运动范围，科学家们通过用氯原子代替溴原子来改变化合物的化学组成，溴原子的大小与氯相似，以削弱结构中特定点的化学键
这使得这种材料在不影响压电质量的情况下更加柔韧
这种新材料易于制造，只需要基于溶液的处理，其中晶体随着液体蒸发而形成，不像典型的铁电晶体需要使用高功率激光和能量来形成
当电场施加到新的PCCF化合物上时，其中的原子比大多数传统铁电体中的原子移动得更多，应变高达22%，远远超过传统压电材料
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
