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中国发现新型发电材料:未来可用衣服给手机充

发布时间:2017-12-04 阅读:

  中国发现新的发电材料:未来可用手机充电 - 新闻 - 科学网

  新华社北京7月22日电(记者沉然通讯员翟梦月)22日,记者从东南大学,熊仁根院士,余郁蒙教授集团和合作伙伴分子铁电,压电材料等领域取得重要研究进展。最近在国际顶级学术杂志“科学”(Science)上发表的相关研究成果,受到全球学术界的关注。

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  熊仁根教授在实验室向媒体展示了最新的调查结果。垂悬照片

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  22日,熊仁根教授在接受记者采访时介绍。压电是指在被挤压或拉伸时可以产生电能的材料,或者在材料上施加电压后材料可以被拉伸或缩短的材料。压电材料也被称为压电材料,这类材料不但可以像电动机一样,将动力直接转化为驱动力,还可以利用电能产生声波,超声波如医用B型探头则采用压电材料。不仅如此,压电材料具有将应力转化为电信号的能力,同时也被用作超声波传感器,加速度传感器,现在在智能手机上振动,其他功能则通过压电式加速度传感器实现。在卫星火箭上,直到潜艇,从军用导弹到医疗超声波,可以说压电材料的使用已深入到社会的各个方面。

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  东南大学研究小组采访。垂悬照片

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  但随着科学技术的发展,人们希望各类电气设备的规模越来越小,这就要求传统的压电材料要进行大规模的压缩,甚至要制成面料和制作穿进衣服。

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  这些对传统压电材料的要求会有很多问题。熊仁根教授告诉记者,如压电陶瓷需要高达数千度的高温,在这样的温度下,大多数精密电子器件和柔性薄膜都不能忍受这样的温度;同时,陶瓷的高硬度另外,必须提及的是,传统的压电陶瓷通常含有潜在的有毒金属,这对环境有害并且可能对生物体造成毒性。

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  这里要说的是,除了传统的陶瓷材料外,还有一大类由分子材料组成的分子,这种特殊的材料由于其结构灵活,空间设计控制的性质,生产成本低,易于体系薄膜,柔韧性好,可生物降解,无毒等一直是材料研究领域的热点之一。

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  分子压电材料的最新发现,意味着中国已经居于世界前列。垂悬照片

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  为了补充传统压电陶瓷应用中存在的问题,研究人员一直在努力提高分子材料的压电性能近一百年。我们希望用分子材料来弥补压电陶瓷短板的影响不大。熊仁根教授介绍,他的科研团队突破传统的思想综合,另一种方式,创新从铁电极轴开始,提高使用数量的变化,在对称性的巨大变化发现之前和之后,一类具有优良压电性能的铁电材料。

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  据了解,这种新型分子铁电材料不仅秉承了分子材料的优势,而且压电性能首次达到了传统压电陶瓷的水平。尽管研究只存在于实验室,随着新型分子铁电体的发展和进步,生产实用型薄膜压电元件已不再是一个难以想象的梦想。

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  将来,这种具有优良压电特性的分子铁电材料将进一步减小计算机芯片的尺寸,使得像纸张,B机器那样弯曲心率表成为可能,或者通过对手机充电弯曲的衣服。同时,由于分子材料具有良好的生物相容性,人们将创造更安全的医疗植入物。另外,分子压电材料在传感器,人机交互技术,微机电系统,纳米机器人和有源柔性电子等领域具有很大的应用前景。熊仁根教授对这种材料的未来应用充满信心。

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  记者了解到,这一研究成果于2017年7月21日在国际顶级学术杂志“科学”上在线发表,标志着中国再次在世界分子材料领域处于领先地位。

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  本文也是江苏省分子铁电科学与应用重点实验室(前身为东南大学材料科学研究中心)的重要成果。本文第一作者,合着者尤玉萌教授,合着者廖伟强博士(合着),熊仁根教授(合着),叶恒运教授,张毅教授,傅大伟教授李鹏飞博士,王金兰教授从本实验室获悉。 (完)

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