对弛豫铁电性质的理解可能会带来许多进步
6月30日消息，宾州州立大学和北卡罗来纳州立大学的一个研究小组称，对聚合物弛豫铁电行为有了新的基本理解，可能会导致柔性电子器件、致动器和换能器、能量存储、压电传感器和电热冷却方面的进步。
宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程学教授王庆表示，研究人员对弛豫铁电机理背后的理论进行了50多年的辩论。尽管弛豫铁电是公认的，从根本上令人着迷且在技术上有用的材料，但《自然》杂志在2006年发表评论说，它们是异质的、毫无希望的混乱。
如果没有对该机理的基本了解，在设计新的弛豫铁电材料方面进展甚微。对实验和理论建模的新认识表明，聚合物中的弛豫铁电性来自手性引起的链构象紊乱。手性是许多有机材料的特征，其中分子彼此互为镜像，但并不完全相同。聚合物中的弛豫机理与针对其弛豫行为源自化学异常的陶瓷所提出的机理有很大的不同。
王庆解释说：“与铁电不同，弛豫器没有长距离的大铁电畴，而是无序的局部极性畴。由于聚合物中存在结晶，无定形和结晶-非晶界面区域等多相，因此松弛聚合物材料的研究一直具有挑战性。”
在储能电容器中，张弛器可以提供比普通铁电体高得多的能量密度，而普通铁电体具有高的铁电损耗，从而转化为废热。另外，张弛器在施加的电场下可以产生更大的应变，并且具有比普通铁电体更好的能量转换效率，这使其成为致动器和传感器的首选材料。
宾夕法尼亚州立大学在铁电材料领域拥有悠久的发现历史。宾夕法尼亚州立大学电气工程学教授张启明在1998年发现了第一个弛豫铁电聚合物，当时他使用电子束辐照铁电聚合物并发现它已成为弛豫器。张和王庆还利用弛豫聚合物在电热效应方面取得了开创性的发现，该聚合物可实现固态冷却而无需使用有毒气体，并且比常规制冷使用的能源少得多。
王庆说：“ 对弛豫器行为的新认识将为我们设计弛豫器铁电聚合物提供广泛的机会，以用于一系列能量存储和转换应用。”
他们的工作“铁电聚合物中的增感性”，今天发表在6月29日的《自然材料》杂志上。
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张帅说传感
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