近日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所官方网站发布消息，该所柔性磁电功能材料与器件团队在国际学术杂志《Science》上发表了题为“Intrinsically elastic polymer ferroelectric by precise slight crosslinking”的研究文章(DOI：10.1126/science.adh2509)。
文章显示，该所在全球率先研发出兼具弹性与铁电性的新型高分子铁电材料，可有效解决传统铁电材料在可穿戴领域难以在大形变下保持稳定性能的难题，填补了弹性铁电材料领域的空白。该研究开辟了全新的学科方向——弹性铁电材料，并提出了一种铁电材料的本征弹性化方法，即采用微交联法使铁电聚合物从线性结构转变为网络状结构，通过精准调控交联密度在实现弹性化的同时，降低结构改变对材料结晶性能的影响，开创性地同时将弹性与铁电性赋予同一材料。基于此创制了一种兼具弹性与铁电性，且具有较好的耐机械疲劳和铁电疲劳性能的弹性铁电聚合物。
宁波材料所方面介绍，本论文的第一作者为宁波材料所和中科大纳米学院合培生高亮，宁波材料所胡本林研究员和李润伟研究员为通讯作者。该工作得到了卢嘉锡国际合作团队(GJTD-2020-11)、国家自然科学基金(51931011、52127803)、浙江省钱江人才计划(ZJ-QJRC-2020-32)和浙江省尖兵领雁项目(2022C01032)等支持。
国际知名铁电材料专家、东南大学熊仁根教授受邀在同期的Science期刊PERSPECTIVE专栏发表评论文章对成果进行了高度评价，认为这是一个突破性的工作，开辟了“弹性铁电”这一全新的学科，并展望了弹性铁电材料可能的应用场景和未来的发展方向。
《科学》期刊审稿人评价称，这项研究工作“绝对令人惊叹，毫无疑问是本领域的一个里程碑。鉴于在弹性体和铁电体两个领域都有广泛的吸引力，本工作毫无疑问值得发表，尤其是用了一个非同寻常且极其震撼的设计策略”。
论文第一作者、中国科学院宁波材料所2023年应届硕士毕业生高亮介绍说，近年来，柔性可穿戴器件在便携式移动电子设备和人体运动检测等领域应用前景广阔，受到广泛关注和研究。作为制造柔性可穿戴器件的重要材料之一，铁电材料的弹性化也迫在眉睫，但是研究制备弹性化铁电材料却举步维艰。这是因为铁电材料的铁电性来源于材料中的结晶部分，但晶体本身几乎不具备弹性，拉伸率一般低于5%且没有回弹能力，所以铁电性和弹性对于铁电材料而言很难兼顾，也让众多科研机构望而却步。
高亮称，采用最新研发的方法，研究团队通过精确控制交联剂的用量，可以确保铁电晶体能够均匀地分布在交联网络中，使材料在交联后也能保持较好的铁电响应。这种弹性铁电材料不仅具有很好的拉伸回弹性，而且具有极好的拉伸稳定性，可以承受数千次的反复拉伸而铁电性依然保持稳定。它在受力后能够恢复原状，避免永久变形，从而大大提高可靠性和使用寿命，并拓展使用范围。
澎湃新闻记者注意到，新冠肺炎疫情期间，高亮曾与同事李诗颖在宁波材料所官网撰文《没有一个严冬不可逾越》写道，接到疫情管控的相关通知后，宁波材料所以最快的速度进行出入管制，征集志愿者维护秩序，组织所内同学有序地进行核酸检测，分时间段安排就餐和物资采购，同学们也积极配合，自觉佩戴口罩，暂停聚集性活动，每日上报行程和健康情况。与想象中最为不同的是日常科研，本以为科研会被突如其来的疫情打断，但环顾所内，线下的组会交流更改至线上，同学们依旧按照各自的计划进行着实验，部分由于实验资源紧缺的同学，则选择根据实际情况调整实验方案。
文章写道，或许是被那些替我们负重前行的“逆行者”所激励，同学们非但未被疫情打乱阵脚，反而更加专注于科研。因为我们深知，让我们身处疫情之中却如此心安的，是那些在我们看不到的角落默默坚守的人，是那些倾其所能护我们周全的人。他们为我们撑起了一片天，我们又怎能虚度光阴?这场疫情，让我们体会到众人齐心的力量，我们不是局外人，现在不是，未来更不是。
文章介绍，这场疫情不仅让我们体会到人间的温暖、大爱的无私、团结的力量，更让我们体会到科技发展的重要性，全场景智能消杀机器人、无人机、防疫智能人脸测温门禁、数字无接触支付、远程办公、远程教育、远程医疗，这些无一不展现着科技的力量。虽然无法前赴一线与疫情作斗争，但我们所在的磁材实验室研发出的柔性智能加热器，被缝入了棉服，送到了坚守在疫情防控一线的交警手中。凛冬中坚守在路面“疫”线的交警，寒风吹不散他们誓与疫情作斗争的决心，加热棉服犹如一件盔甲，虽帮不上大忙，但起码可以为他们提供一点热源、一些温暖。
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