Wetenschap
Thiol-een-klikreactie biedt een nieuwe benadering voor het vervaardigen van elastische ferro-elektrische materialen
Een onderzoeksgroep onder leiding van prof. Li Runwei en Hu Benlin van het Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) van de Chinese Academie van Wetenschappen heeft een gemakkelijke en efficiënte aanpak ontwikkeld om elastische relaxor-ferro-elektrische materialen te fabriceren via een thiol-een-klikreactie. /P>
Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Angewandte Chemie International Edition .
Ferro-elektrische componenten, die binnen een bepaald temperatuurbereik een schakelbare spontane polarisatie bezitten, spelen een sleutelrol in verschillende toepassingen, zoals niet-vluchtige geheugens, sensoren en actuatoren. Met de ontwikkeling van draagbare en implanteerbare elektronische producten komt de elastificatie van ferro-elektrische materialen naar voren als een veelbelovende richting.
De onderzoeksgroep heeft een lichte verknopingsmethode voorgesteld voor de intrinsieke elastificatie van ferro-elektrische materialen in Wetenschap .
Door de verknopingsdichtheid nauwkeurig te controleren, bereikten ze elasticiteit terwijl ze het effect van structurele veranderingen op de materiaalkristalliniteit minimaliseerden, waardoor ze een nieuw interdisciplinair veld van elastische ferro-elektriciteit pionierden. Vervolgens voerden ze uitgebreid onderzoek uit naar elastische ferro-elektrische materialen en bereikten ze een aantal relevante doorbraken.
Naast thermische verknopingsmethoden voor elastische ferro-elektrische materialen hebben de onderzoekers een optische verknopingsmethode ontwikkeld voor de elasticisatie van relaxor-ferro-elektrische materialen, die hoge elektromechanische koppelingsreacties vertonen en dus een groot potentieel hebben voor toepassingen op het gebied van aandrijving en energieopslag.
De thiol-een-klikreactie werd gebruikt om de intrinsieke elasticisatie van relaxor-ferro-elektrische materialen bij kamertemperatuur te bereiken door dubbele bindingen in poly(vinylideenfluoride-co-chloortrifluorethyleen) P(VDF-CTFE) te introduceren. De resulterende verknoopte film vertoonde een uitstekende mechanische veerkracht, met een breukrek van 260%.
Bovendien kan de film na 3.000 cycli bij een spanning van 50% een rekherstel van 80% behouden, wat een superieure weerstand tegen vermoeidheid aantoont en dus vergelijkbaar is met commerciële fluorrubbers. Bovendien bevestigden de analyseresultaten de relaxor-ferro-elektrische eigenschappen van de elastische films.
Een volledig elastisch ferro-elektrisch apparaat met de elastische relaxor ferro-elektrische film als de diëlektrische laag werd vervaardigd, dat stabiele ferro-elektrische reacties vertoonde onder spanningen tot 70%.
Dit werk biedt een nieuwe weg voor de verkenning en innovatie van elastische ferro-elektrische materialen voor flexibele elektronica.