世界首例「無金屬鈣鈦礦型鐵電體」,再度推動微型機器人技術

中國的“世界首例”不斷見諸海外頂級刊物。在諸多“人跡罕至”領域,中國已經耐得住孤寂和清冷,最新出爐的新項目大多令人具有“偏僻”之感。偏僻,對於科技而言,恰說明達到了一定高度和水平。鏈科技小編今天關注的正是相對陌生的一項成果——無金屬鈣鈦礦型鐵電體。說到“鐵電體”,非專業人士一般都不太熟悉,但是說到它的用途,可就真實可感了。柔軟似皮膚的光電器件、極其微小的納米機器人……這些看似有些夢幻的技術,將因世界首例“無金屬鈣鈦礦型鐵電體”材料的問世而變為現實。

世界首例“無金屬鈣鈦礦型鐵電體”,再度推動微型機器人技術

這是一種高端智能製造的新材料,它的誕生會給智能製造領域帶來重要改變,讓機器人等眾多電子電氣類裝備的研發水平往前推進一步。該成果出自東南大學課題組。該課題組在“分子鐵電材料”領域取得重要進展,他們首次發現無金屬鈣鈦礦型鐵電體,相關研究結果於13日在《科學》雜誌在線發表。常見的鈣鈦礦材料主要有兩種,無機鈣鈦礦和有機—無機雜化鈣鈦礦。從打火機到航天飛機等先進設備都需要這類材料的應用。但這兩類鈣鈦礦材料均帶有金屬元素,加大了其加工、製備的困難。甚至,某些金屬元素(比如鉛)會造成嚴重的環境問題。

世界首例“無金屬鈣鈦礦型鐵電體”,再度推動微型機器人技術

從“金屬混雜”到“無金屬”鈣鈦礦型,這不僅會引起鐵電體制備工藝方面的巨大變革,而且也會產生理論上的全面革新,由此會開拓出更新的研究領域。多年來,人們一直在尋找鈣鈦礦家族中的第三類——全有機鈣鈦礦材料,即無金屬鈣鈦礦。東南大學的分子鐵電團隊經過多年攻關,利用帶電分子集團取代無機離子,成功製備出一大類共計23種全有機新型鈣鈦礦材料。 由於沒有金屬元素,無金屬鈣鈦礦材料將具備柔韌性、易加工、低能耗,低汙染等特質,其內在的有機組成能為該材料帶來更廣泛的應用前景。值得一提的是,團隊還合成了4種材料的左手對映體、右手對映體及外消旋化合物,並分別證明了它們的鐵電性。目前,左手性、右手性和無手性的化合物同時具有鐵電性的例子還未有過相關報道。這類材料也將在數據存儲、光量子通信等領域中獲得更廣闊的應用前景。

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