近日，工學(xué)院王寧珍副教授與碩士研究生張鶴以第一作者完成的“Recent Advances in Ferroelectret Fabrication, Performance Optimization and Applications”論文在一區(qū)Top期刊《Advanced Materials》（五年平均影響因子30.2）上發(fā)表。北京林業(yè)大學(xué)為第一完成單位，文章受到國家自然科學(xué)基金（No. 12174102）和教育部先進(jìn)材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金（No. AdvMat-2023-16）的資助。

隨著物聯(lián)網(wǎng)及可穿戴技術(shù)的發(fā)展，人們對柔性電子設(shè)備的需求逐漸增大。鐵電駐極體是由泡沫聚合物中的氣相結(jié)構(gòu)在經(jīng)過微等離子體放電后形成的由包含分離電荷的內(nèi)部孔洞作為宏觀偶極子的新型壓電材料，兼具了傳統(tǒng)壓電陶瓷的優(yōu)異壓電性能和鐵電聚合物的柔性，如圖1所示，可用于制作柔性壓電傳感器，柔性麥克風(fēng)，柔性能量收集器等。

圖1 （a）壓電陶瓷的晶胞示意圖，（b）開孔（b1）和閉孔（b2）鐵電駐極體的宏觀偶極子示意圖，（c）PVDF中極性分子示意圖

本論文基于多種聚合物討論了閉孔、開孔和規(guī)則孔結(jié)構(gòu)鐵電駐極體的制備方法，解釋了閉孔電荷模型、三明治結(jié)構(gòu)電荷模型和通用性更好的電荷彈簧模型在內(nèi)的三種壓電模型，詳細(xì)論述了目前已有的包括優(yōu)化駐極體泡孔結(jié)構(gòu)、離子預(yù)充增強(qiáng)極化、采用織物電極、施加直流偏置電壓和將多孔結(jié)構(gòu)與鐵電聚合物相結(jié)合的五種增強(qiáng)鐵電駐極體壓電性能的方法，并闡述了鐵電駐極體在聲學(xué)、可穿戴健康或動(dòng)作監(jiān)測、非接觸式監(jiān)控監(jiān)測和能量收集與轉(zhuǎn)換等方面的應(yīng)用現(xiàn)狀，最后從鐵電駐極體的增材制造技術(shù)、性能提升方法、高溫高濕環(huán)境的應(yīng)用和大規(guī)模制備方面進(jìn)行了展望，圖2為文章的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2 文章整體結(jié)構(gòu)圖

近年來，王寧珍副教授致力于柔性壓電材料研制、力電耦合機(jī)理和柔性體征監(jiān)測方面的研究，目前在膨脹聚四氟乙烯（ePTFE）基鐵電駐極體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、離子預(yù)充增強(qiáng)的新極化方法、力電耦合模型、可穿戴揚(yáng)聲器應(yīng)用等方面取得了一系列研究成果，在《Advanced Materials》《Advanced Functional Materials》《Small》等期刊發(fā)表多篇高水平論文。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202400657

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