8月4日，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所柔性磁電功能材料與器件團(tuán)隊(duì)在國際學(xué)術(shù)雜志Science上發(fā)表了題為“Intrinsically elastic polymer ferroelectric by precise slight crosslinking”的研究文章（DOI：10.1126/science.adh2509）。研究開辟了全新的學(xué)科方向——彈性鐵電材料，并提出了一種鐵電材料的本征彈性化方法，即采用微交聯(lián)法使鐵電聚合物從線性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，通過精準(zhǔn)調(diào)控交聯(lián)密度在實(shí)現(xiàn)彈性化的同時(shí)，降低結(jié)構(gòu)改變對材料結(jié)晶性能的影響，開創(chuàng)性地同時(shí)將彈性與鐵電性賦予同一材料。基于此創(chuàng)制了一種兼具彈性與鐵電性，且具有較好的耐機(jī)械疲勞和鐵電疲勞性能的彈性鐵電聚合物。
論文的第一作者為寧波材料所和中科大納米學(xué)院合培生高亮，寧波材料所胡本林研究員和李潤偉研究員為通訊作者。該工作得到了盧嘉錫國際合作團(tuán)隊(duì)（GJTD-2020-11）、國家自然科學(xué)基金（51931011、52127803）、浙江省錢江人才計(jì)劃（ZJ-QJRC-2020-32）和浙江省尖兵領(lǐng)雁項(xiàng)目（2022C01032）等支持。
通訊作者李潤偉（中）、胡本林（左）與第一作者高亮。
(資料圖片)
本領(lǐng)域里程碑研究！可惜沒趕上申博士
據(jù)科學(xué)網(wǎng)報(bào)道，6月初，高亮作為第一作者的論文被Science編輯部接收了。作為2023年應(yīng)屆碩士畢業(yè)生，如果能再早一個(gè)月，她就不會因?yàn)闆]發(fā)表過任何一篇論文，而錯(cuò)過自己碩導(dǎo)胡本林研究員所在單位的博士招生。
高亮展示彈性鐵電材料
目前她正以研究助理的角色，在中國科學(xué)院寧波材料柔性磁電功能材料與器件團(tuán)隊(duì)，繼續(xù)此前的研究課題。這個(gè)令人興奮的好消息，除了一條充滿點(diǎn)贊和道賀的朋友圈狀態(tài)外，高亮覺得暫時(shí)對自己的工作、生活沒什么影響。
國際知名鐵電材料專家、東南大學(xué)熊仁根教授受邀在同期的Science期刊PERSPECTIVE專欄發(fā)表評論文章對成果進(jìn)行了高度評價(jià)，認(rèn)為這是一個(gè)突破性的工作，開辟了“彈性鐵電”這一全新的學(xué)科，并展望了彈性鐵電材料可能的應(yīng)用場景和未來的發(fā)展方向。
《科學(xué)》期刊審稿人評價(jià)稱，這項(xiàng)研究工作“絕對令人驚嘆，毫無疑問是本領(lǐng)域的一個(gè)里程碑。鑒于在彈性體和鐵電體兩個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的吸引力，本工作毫無疑問值得發(fā)表，尤其是用了一個(gè)非同尋常且極其震撼的設(shè)計(jì)策略”。
論文第一作者高亮介紹說，近年來，柔性可穿戴器件在便攜式移動(dòng)電子設(shè)備和人體運(yùn)動(dòng)檢測等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊，受到廣泛關(guān)注和研究。作為制造柔性可穿戴器件的重要材料之一，鐵電材料的彈性化也迫在眉睫，但是研究制備彈性化鐵電材料卻舉步維艱。這是因?yàn)殍F電材料的鐵電性來源于材料中的結(jié)晶部分，但晶體本身幾乎不具備彈性，拉伸率一般低于5%且沒有回彈能力，所以鐵電性和彈性對于鐵電材料而言很難兼顧，也讓眾多科研機(jī)構(gòu)望而卻步。
高亮稱，采用最新研發(fā)的方法，研究團(tuán)隊(duì)通過精確控制交聯(lián)劑的用量，可以確保鐵電晶體能夠均勻地分布在交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，使材料在交聯(lián)后也能保持較好的鐵電響應(yīng)。這種彈性鐵電材料不僅具有很好的拉伸回彈性，而且具有極好的拉伸穩(wěn)定性，可以承受數(shù)千次的反復(fù)拉伸而鐵電性依然保持穩(wěn)定。它在受力后能夠恢復(fù)原狀，避免永久變形，從而大大提高可靠性和使用壽命，并拓展使用范圍。
研究成果疫情期間曾支援一線防疫
新冠肺炎疫情期間，高亮曾與同事李詩穎在寧波材料所官網(wǎng)撰文《沒有一個(gè)嚴(yán)冬不可逾越》寫道，這場疫情不僅讓我們體會到人間的溫暖、大愛的無私、團(tuán)結(jié)的力量，更讓我們體會到科技發(fā)展的重要性，全場景智能消殺機(jī)器人、無人機(jī)、防疫智能人臉測溫門禁、數(shù)字無接觸支付、遠(yuǎn)程辦公、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療，這些無一不展現(xiàn)著科技的力量。雖然無法前赴一線與疫情作斗爭，但我們所在的磁材實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出的柔性智能加熱器，被縫入了棉服，送到了堅(jiān)守在疫情防控一線的交警手中。凜冬中堅(jiān)守在路面“疫”線的交警，寒風(fēng)吹不散他們誓與疫情作斗爭的決心，加熱棉服猶如一件盔甲，雖幫不上大忙，但起碼可以為他們提供一點(diǎn)熱源、一些溫暖。
文章寫道，或許是被那些替我們負(fù)重前行的“逆行者”所激勵(lì)，同學(xué)們非但未被疫情打亂陣腳，反而更加專注于科研。因?yàn)槲覀兩钪?，讓我們身處疫情之中卻如此心安的，是那些在我們看不到的角落默默堅(jiān)守的人，是那些傾其所能護(hù)我們周全的人。他們?yōu)槲覀儞纹鹆艘黄?，我們又怎能虛度光陰？這場疫情，讓我們體會到眾人齊心的力量，我們不是局外人，現(xiàn)在不是，未來更不是。
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本文來源：中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所、科學(xué)網(wǎng)等，版權(quán)屬于原作者，僅用于學(xué)術(shù)分享
