東南大學(xué)科研團隊最新發(fā)現的分子材料登上了美國(guó)《科學(xué)》雜志。 本文圖均為 中新網 圖

　　22日，記者從東南大學(xué)獲悉，該校熊仁根教授團隊、遊雨蒙教授課題組與合作者在分子鐵電、壓電材料領域取得重要研究進(jìn)展。相關研究結果于近日發(fā)表在國(guó)際頂尖學(xué)術雜志《科學(xué)》（Science）上，受到(dào)全球學(xué)界關注。

　　熊仁根教授在實驗室向(xiàng)媒體展示了最新發(fā)現。

　　22日，熊仁根教授在接受記者采訪時(shí)介紹，壓電性指的是材料在受擠壓或拉伸時(shí)可以産生電，或在材料兩(liǎng)端施加電壓後(hòu)材料伸長(cháng)或縮短的特性。而具有壓電性的材料也就(jiù)被(bèi)稱作為壓電材料，這(zhè)類材料不但可以像馬達那樣(yàng)，直接將(jiāng)電力轉換成(chéng)驅動力，還(hái)可以用電産生聲波、超聲波，例如醫用B超探頭上就(jiù)使用了壓電材料。不僅如此，借助其可以將(jiāng)壓力轉為電信号的能(néng)力，壓電材料也被(bèi)用作超聲傳感、加速度傳感器等，現在智能(néng)手機上的“搖一搖”等功能(néng)的實現正是借助壓電加速度傳感器。“上到(dào)衛星火箭、下到(dào)漁船潛水艇，從軍用導彈到(dào)醫用B超，可以說(shuō)壓電材料的使用已經(jīng)深入到(dào)社會(huì)的每一個層面(miàn)中。”

　　東南大學(xué)科研團隊接受采訪。

　　不過(guò)，随著(zhe)科技的發(fā)展，人們希望各類電氣設備的尺寸越來越小，這(zhè)就(jiù)需要對(duì)傳統壓電材料進(jìn)行更大規模地“壓縮”，甚至成(chéng)為織物，制成(chéng)衣服穿戴在身上。

　　“這(zhè)些需求對(duì)傳統壓電材料來說(shuō)，就(jiù)會(huì)出現很多問題。”熊仁根教授告訴記者，比如壓電陶瓷制作中需要上千度的高溫，在這(zhè)種(zhǒng)溫度下，大多數精密的電子器件與具有柔性的薄膜都(dōu)無法耐受這(zhè)種(zhǒng)溫度；同時(shí)，陶瓷的高硬度在遇到(dào)對(duì)柔韌性的需求時(shí)反而成(chéng)為缺點；另外不得不提到(dào)傳統壓電陶瓷中通常含有潛在的有毒金屬，不利于環境保護并對(duì)生物體有可能(néng)産生毒性。

　　這(zhè)就(jiù)不得不提到(dào)，除了傳統的陶瓷材料，還(hái)存在另一大類由分子組成(chéng)的“分子材料”，這(zhè)類特殊的材料由于其結構靈活多變、性質設計調控空間大、制作成(chéng)本低、容易制成(chéng)薄膜、柔韌性好(hǎo)、可降解、無毒害等優點一直以來都(dōu)是材料研究領域的熱點之一。

　　最新發(fā)現的分子壓電材料意味著(zhe)中國(guó)在該領域走上了世界前列。

　　“為了補充傳統壓電陶瓷在應用中存在的問題，研究者們近百年來一直在努力提升分子材料的壓電性能(néng)，希望能(néng)用分子材料來補足壓電陶瓷的短闆，但收效甚微。”熊仁根教授介紹，因此他的科研團隊突破傳統的合成(chéng)思路，另辟蹊徑，創新性的從提升鐵電極軸數量入手、利用相變前後(hòu)對(duì)稱性的巨大變化，發(fā)現了一類具有優異壓電性能(néng)的分子鐵電材料。

　　據了解，這(zhè)種(zhǒng)新型分子鐵電材料不但秉承了分子材料的種(zhǒng)種(zhǒng)優勢，同時(shí)首次在壓電性能(néng)上達到(dào)了傳統壓電陶瓷的水平。雖然研究還(hái)僅存在于實驗室内，但随著(zhe)新型分子鐵電體的開(kāi)發(fā)和進(jìn)步，制作出具有實用性的柔性薄膜壓電元件不再是一件難以企及的夢想。

　　“未來，這(zhè)種(zhǒng)具有優良壓電特性的分子鐵電材料將(jiāng)會(huì)使計算機芯片的體積進(jìn)一步縮小，使能(néng)像紙張一樣(yàng)折疊彎曲的心率計、B超機成(chéng)為可能(néng)，或者利用衣物的彎折對(duì)手機充電。同時(shí)憑借著(zhe)分子材料的良好(hǎo)生物兼容性，人們將(jiāng)制作出更加安全的醫學(xué)植入器件。除此以外，分子壓電材料還(hái)在傳感器，人機交互技術，微機電系統，納米機器人以及有源柔性電子學(xué)等領域具有重大的應用前景。”熊仁根教授對(duì)該材料的未來應用充滿信心。

　　記者了解到(dào)，這(zhè)一研究成(chéng)果已于2017年7月21日被(bèi)國(guó)際頂尖學(xué)術雜志《科學(xué)》在線發(fā)表，标志著(zhe)中國(guó)在分子材料領域又一次走在了世界前列。

　　這(zhè)一論文同時(shí)也是江蘇省“分子鐵電科學(xué)與應用”重點實驗室（前身為東南大學(xué)有序物質科學(xué)研究中心）的一項重要成(chéng)果。論文的第一作者和共同通訊作者遊雨蒙教授以及合作作者廖偉強博士（共同第一作者）、熊仁根教授（共同通訊作者）、葉恒雲教授、張毅教授、付大偉教授、李鵬飛博士、王金蘭教授等均來自該實驗室。