宾夕法尼亚州立大学 手性(镜像)分子赋予弛豫铁电体惊人的性质
学分:磁共振成像，宾夕法尼亚州立大学 宾夕法尼亚州立大学和北卡罗来纳州立大学的一组研究人员称，对聚合物弛豫铁电行为的新的基本理解可能会导致柔性电子器件、致动器和传感器、能量存储、压电传感器和电热冷却的进步
宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程教授王庆说，研究人员对弛豫铁电体机制背后的理论争论了50多年
虽然弛豫铁电体是公认的，从根本上说是迷人的和技术上有用的材料，但《自然》杂志在2006年的一篇文章评论说，它们是异质的，无望的混乱
没有对其机理的基本理解，在设计新的弛豫铁电材料方面几乎没有取得进展
基于实验和理论模拟的新认识表明，聚合物中的弛豫铁电性来源于手性诱导的链构象紊乱
手性是许多有机材料的特征，在这些材料中，分子是彼此的镜像，但并不完全相同
聚合物中的弛豫机制与陶瓷的弛豫机制有很大不同，陶瓷的弛豫行为源于化学紊乱
“与铁电体不同，弛豫体没有长程大铁电畴，而是无序的局域极性畴，”王解释说
“由于聚合物中存在多相，如晶态、非晶态和晶态-非晶态界面区域，弛豫聚合物材料的研究具有挑战性
" 在储能电容器中，弛豫器可以提供比普通铁电体高得多的能量密度，普通铁电体的铁电体损耗高，会转化为废热
此外，弛豫材料在外加电场下可以产生更大的应变，并且具有比普通铁电材料好得多的能量转换效率，这使得它们成为致动器和传感器的优选材料
宾夕法尼亚州立大学在铁电材料方面有着悠久的发现历史
宾夕法尼亚州立大学电气工程教授张启明在1998年发现了第一种弛豫铁电聚合物，当时他用电子束照射铁电聚合物，发现它已经变成了弛豫剂
张阿龙和王庆还在使用弛豫聚合物的电热效应方面取得了开创性的发现，弛豫聚合物允许固态冷却，而不使用有害气体，并且比传统制冷使用更少的能量
“对弛豫行为的新认识将为我们设计弛豫铁电聚合物提供前所未有的机会，用于一系列能量存储和转换应用，”王说
他们的工作，“铁电聚合物的手性诱导弛豫特性”，发表在今天6月29日的《自然材料》杂志上
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