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.
7月13日, 東南大學熊仁根團隊, 遊雨蒙課題組在 '分子鐵電材料' 領域再次取得重要研究進展, 他們首次發現無金屬鈣鈦礦型鐵電體, 為鈣鈦礦這一重要的材料家族增添了新的成員, 相關研究結果於13日在《科學》雜誌線上發表.
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. 從打火機到太空梭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.
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.
