中国科学家打造弹性铁电材料 或能让手机任意弯折

中国科学家打造弹性铁电材料或能让手机任意弯折据悉，该成果于8月4日在国际学术期刊《科学》上发表，有了弹性铁电材料，用该材料做成的传感器将更随和，具有更高测量精度、更好的穿戴舒适性，未来或能实现手机柔软贴身，可任意弯折。铁电材料是一种绝缘性功能材料，表面自带电荷，有记忆功能，是手机、平板电脑等电子设备中必不可少的材料之一。但铁电材料的铁电性来源结晶部分几乎不具备弹性，拉伸率一般低于5%且没有回弹能力，对铁电材料来说铁电性和弹性难以兼顾，制约了可穿戴性。据介绍，科研团队提出“弹性铁电”概念，通过对材料结构的精准设计和控制，实现了铁电材料铁电性与弹性的平衡，制备出在高频大应变下仍然具有良好铁电响应的弹性材料。这种材料的拉伸率高达125%，不但能保持原有的铁电性，还能在外力撤除后迅速恢复原状。官方表示，制备弹性铁电材料的方法被称为“微交联法”，用微量柔软链状聚合物，让铁电晶体周边非晶的缠绕部分交联起来，相互交织形成具有弹性的渔网状结构。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1374939.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1374939.htm

纳米金刚石的"热能高速公路"使电子产品保持低温 散热效果提高四倍

纳米金刚石的"热能高速公路"使电子产品保持低温散热效果提高四倍更小、更智能的电子产品已经彻底改变了生活的许多方面，从通信到医疗。但是尺寸的缩小意味着这些设备将热量集中在更小的区域，这可能导致计算速度落后，甚至迫使设备意外地完全关闭以防止损坏。为了驱散这种热量，研究人员正在转向含有柔性聚合物和导热填料的纳米复合材料。制造纳米复合材料的一个简单方法是电纺。在这种方法中，聚合物和填料的溶液通过一个带电的喷嘴从注射器中喷射出来，形成纤维，积聚成薄膜。虽然简单，但从单一溶液电纺或单轴电纺难以控制材料的特性。因此，JinhongYu、SharorongLu和同事们使用了一种称为同轴电纺的双溶液技术，以更好地控制纤维设计并改善一种新纳米复合材料的散热。研究人员用他们选定的聚合物聚乙烯醇制成一种溶液，用导热填料（一种纳米钻石材料）制成另一种溶液，以生产新型纳米复合材料。通过将每种溶液的注射器安装在一个结合了这两种溶液的喷嘴上，研究人员制造了具有聚乙烯醇核心和纳米钻石涂层的纤维，而不是这两种成分的随机分布。研究人员说，涂层纤维就像一条"高速公路"，像交通一样，在整个薄膜中沿着和穿过纤维引导热量。在测试中，新材料的散热效果比用传统喷嘴制造的材料要好，其导热性是以前报道的纳米复合材料的四倍。这些薄膜有朝一日可用于保持微小的电子产品努力工作，同时保持冷却。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1365087.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1365087.htm

人工肌肉首次弯曲：铁电聚合物在机器人领域的创新

人工肌肉首次弯曲：铁电聚合物在机器人领域的创新图为由焦耳加热驱动的铁电聚合物的驱动力机械应变，即材料在受力时如何改变形状，是执行器的一个重要属性，执行器是指在施加电能等外力时将改变或变形的任何材料。传统上，这些执行器材料是刚性的，但软性执行器，如铁电聚合物，显示出更高的灵活性和环境适应性。研究表明，铁电聚合物纳米复合材料有可能克服传统压电聚合物复合材料的局限性，为开发具有更强应变性能和机械能量密度的软执行器提供了一条有希望的途径。由于软执行器的强度、功率和灵活性，机器人研究人员对其特别感兴趣。宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系教授、最近发表在《自然-材料》杂志上的研究报告的共同通讯作者QingWang说："我们现在有可能拥有一种软体机器人，我们称之为人工肌肉。这将使我们能够拥有软性物质，除了大的应变外，还能承载高负荷。因此，这种材料就会更多地模仿人类肌肉，一种接近人类肌肉的材料。"然而，在这些材料能够实现其承诺之前，还有一些障碍需要克服，研究报告中提出了解决这些障碍的潜在方案。铁电体是一类材料，当施加外部电荷，材料中的正负电荷走向不同的极点时，会表现出自发的电极化。这些材料在相变过程中的应变，在这种情况下，将电能转换为机械能，可以完全改变其形状等属性，使其成为有用的执行器。铁电致动器的一个常见应用是喷墨打印机，电荷改变致动器的形状，以精确控制在纸上沉积墨水的微小喷嘴，形成文字和图像。虽然许多铁电材料是陶瓷，但它们也可以是聚合物，这是一类由许多类似单元粘合在一起的天然和合成材料。例如，DNA是一种聚合物，尼龙也是如此。铁电聚合物的一个优点是它们表现出驱动所需的大量电场诱导的应变。这种应变远远高于其他用于执行器的铁电材料所产生的应变，如陶瓷。铁电材料的这一特性，以及高度的灵活性、与其他铁电材料相比成本的降低和低重量，对日益增长的软体机器人领域的研究人员有着极大的兴趣，软体机器人是指具有柔性部件和电子器件的机器人设计。Wang说："在这项研究中，我们为软材料驱动领域的两个主要挑战提出了解决方案。一个是如何提高软材料的力。我们知道作为聚合物的软驱动材料具有最大的应变能力，但与压电陶瓷相比，它们产生的力要小得多。"第二个挑战是，铁电聚合物致动器通常需要一个非常高的驱动场，这是一个在系统中施加变化的力，例如致动器的形状变化。在这种情况下，高驱动场对于在聚合物中产生成为致动器所需的铁电反应的形状变化是必要的。为改善铁电聚合物的性能而提出的解决方案是开发一种渗流式铁电聚合物纳米复合材料--一种附着在聚合物上的微观贴纸。通过将纳米颗粒纳入一种聚合物--聚偏二氟乙烯，研究人员在聚合物内创建了一个相互连接的极点网络。这个网络使铁电相变能够在比通常所需的低得多的电场下被诱导出来。这是通过使用焦耳加热的电热方法实现的，当电流通过导体时，会产生热量。使用焦耳加热来诱导纳米复合聚合物的相变，结果只需要不到铁电相变通常需要的电场强度的10%。通常情况下，铁电材料中的这种应变和力是相互关联的，呈反比关系。现在研究人员可以把它们整合到一种材料中，利用焦耳加热来驱动它。由于驱动场要低得多，不到10%，这就是为什么这种新材料可以用于许多需要低驱动场才能有效的应用，如医疗设备、光学设备和软机器人。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369773.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369773.htm

一种可拉伸OLED为制造更便携的可穿戴电子产品创造了可能

一种可拉伸OLED为制造更便携的可穿戴电子产品创造了可能经过几十年的发展，OLED已经成为最先进的电致发光技术之一。但研究人员一直在寻找新的用途。由于其低电压、高效率和高亮度以及低价格，OLED是整合到可穿戴和植入式设备的完美技术。但它们需要进行一些调整，以改善其柔软性和可伸展性。来自芝加哥大学的研究人员已经解决了当前OLED的紧密化学键和硬度问题，开发出一种全新的、更有弹性的替代品。该研究的共同通讯作者SihongWang说："目前用于这些最先进的OLED显示器的材料非常脆；它们没有任何伸展性。我们的目标是创造出能保持OLED电致发光的东西，但要有可拉伸的聚合物。"凭借他们在分子工程方面的背景，研究人员知道开发一种更有弹性的OLED将需要一些分子操作。利用计算预测来开发他们的新型OLED聚合物，并测试了几个原型，研究人员在热激活延迟荧光（TADF）方面取得了胜利，这是一种让有机材料将电转化为光的高效方式。通过在TADF单元之间的聚合物中嵌入烷基--只含有碳原子和氢原子排列的有机化学品，柔软度和灵活性得到了加强。新设计的OLED可以被拉伸到其原来长度的两倍以上，而不会破坏其发光能力或显示清晰的图像。该研究的共同通讯作者胡安-德-巴勃罗说："我们已经能够开发出感兴趣的新聚合物的原子模型，并且通过这些模型，我们模拟了当你拉动这些分子并试图使其弯曲时会发生什么。现在我们在分子水平上理解了这些特性，我们有了一个框架来设计新的材料，在那里灵活性和发光性得到了优化。"这种新型OLED的性能似乎超过了三星在2021年宣布的可穿戴健康监测系统，该系统可以拉伸多达30%，而不会对显示或监测性能产生不利的影响。研究人员说，他们的可拉伸OLED设备可以在下一代可穿戴电子设备和健康传感器方面有广泛的应用。该团队计划开发新版本的显示器，将额外的颜色整合到荧光中，并提高性能和效率。目标是最终达到现有商业技术所具有的相同性能水平。这项研究发表在《自然材料》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355223.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1355223.htm

柔性电子产品突破有望 全新OLED显示屏可拉伸2倍以上

柔性电子产品突破有望全新OLED显示屏可拉伸2倍以上有机发光二极管（OLED）包含薄而柔韧的小型有机分子片，可以在电流的作用下发光。OLED比老式的LED和LCD显示屏更节能，被用于制造电视和电脑屏幕，以及智能手机和手持游戏机的显示屏。经过几十年的发展，OLED已成为最先进的电致发光技术之一。但研究人员一直在寻找新的用途。由于其低电压、高效率、高亮度和低价格，OLED是集成到可穿戴和可植入设备的完美技术，但仍需要一些调整来提高它们的柔软性和拉伸性。近期，芝加哥大学的研究人员研究了当前OLED的紧密化学键和硬度，开发出了一种全新的、更具延展性的替代品。最新研究成果已于近期发表在了《自然材料》杂志上。“目前用于这些最先进的OLED显示器的材料非常脆弱，它们没有任何拉伸性，”研究人员说，“我们的目标是创造出一种既能保持OLED的电致发光，又含有可拉伸聚合物的产品。”研究人员知道如何将可拉伸性注入具有可弯曲分子链的长聚合物材料中，也知道有机材料需要什么分子结构才能非常有效地发光。然后，他们就着手创造兼具这两种特性的新型聚合物。通过对新型柔性电致发光聚合物的计算预测，他们建立了几个原型。正如模型预测的那样，这些材料具有柔韧性、可拉伸性、亮度、耐用性和节能性。他们设计的一个关键是使用了“热激活延迟荧光”（TADF），这可以使材料以高效的方式将电能转化为光。新设计的OLED可以被拉伸到原来长度的两倍以上，而不会影响其发光能力或显示清晰的图像。事实上，该团队之前还开发了可拉伸的神经形态计算芯片，可以在一种柔性创可贴上收集和分析健康数据。现在创造可拉伸显示屏的能力增加了他们为下一代可穿戴电子产品开发的工具套件。研究人员说，发光的可弯曲材料不仅可以用来显示信息，还可以集成到需要光的可穿戴传感器中。例如，测量血氧和心率的传感器通常会通过血管照射光线来感知血流。此外，还可以集成到可植入设备中，比如那些利用光控制大脑神经元活动的设备。未来，该团队计划开发新版本的显示器，将更多颜色集成到荧光中，提高性能和效率。他们说，“我们的目标是最终达到与现有商业技术相同的性能水平。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355505.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1355505.htm

巨化两种高端含氟聚合物材料通过省级工业新产品专家评审

巨化两种高端含氟聚合物材料通过省级工业新产品专家评审据巨化股份消息，近日，子公司浙江巨圣氟化学有限公司开发的建筑膜用ETFE和过氧硫化耐介质全氟醚橡胶顺利通过了省级工业新产品的专家评审。过氧硫化耐介质全氟醚橡胶是一种由四氟乙烯、全氟化甲基乙烯基醚和含氟硫化点单体共聚而成的特种氟橡胶。俗称“橡胶王”，因其具有其他橡胶不可比拟的耐高温、耐介质性、耐氧化性以及弹性性能，被广泛用于航空航天、半导体等高端领域。