2018年12月26日，教育部科學技術委員會公佈了2018年度“中國高等學校十大科技進展”入選項目名單，
東南大學的《世界首例無金屬鈣鈦礦鐵電體》項目成功入選。實際上，早在2018年7月13日熊仁根教授團隊和遊雨蒙教授課題組就以“無金屬三維鈣鈦礦鐵電體”為題，將研究成果發表在“Science(科學)”雜誌上。該成果的誕生標誌著中國在分子材料領域又一次走在了世界前列。
鈣鈦礦材料作為一類非常重要的功能性材料，一直是凝聚態物理和材料科學研究的前沿。由於其組成及結構的靈活性和多變性，該類材料可以包容多種不同類型的有機或無機離子，進而展現許多優異的物理、化學性質和獨特的功能特性，在能源、材料、信息、催化等多個領域都具有重大的應用價值。自從上世紀40年代以來，鈣鈦礦材料幾乎佔據了工業鐵電材料的大半壁江山。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B超探頭到航天飛機等先進設備都需要這類材料的應用。然而，由於鈣鈦礦薄膜材料的製備成本高昂並且具有潛在的重金屬毒性，研究人員一直在努力尋找其替代策略。
熊仁根團隊和遊雨蒙課題組將多年分子鐵電體的合成經驗與分子設計相結合，巧妙的將所有金屬離子都用帶電分子基團所取代，終於合成出了17種全新的有機鈣鈦礦鐵電材料，這些新型材料具有優異的鐵電性和多極軸特性。更值得一提的是，課題組通過調控有機基團的手性，合成了四種有機鈣鈦礦鐵電體的左手對映體、右手對映體，並分別獲得了其外消旋化合物，完美地實現了人們對旋光性鈣鈦礦材料的長久期盼。
結合無金屬鈣鈦礦材料多變的結構和組分、獨特的鐵電性質以及手性對映體對於光的不同響應，這類合成材料未來將在數據存儲、邏輯運算、光量子通信、光學雷達、能源轉換等應用中嶄露頭角。在生活應用方面，這種材料可為人類帶來更薄、更小、更為柔軟可彎折的電子產品；並可適應人體環境，製作出更舒適有效的醫療植入器械。
此次的重大科研進展，是熊仁根教授團隊歷經近二十年刻苦攻堅的結果，它的誕生為我們帶來了全新的科學新材料，
突破了世界紀錄，成為中國首創，也為未來世界創造了更多的可能性。本文作者：中國教育和科研計算機網 袁玉凝
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