中國發現新型發電材料：未來可用衣服給手機充電
東南大學科研團隊最新發現的分子材料登上了美國《科學》雜誌。 杭添 攝
中新網南京7月22日電 (記者 申冉通訊員翟夢潔)22日，記者從東南大學獲悉，該校熊仁根教授團隊、遊雨蒙教授課題組與合作者在分子鐵電、壓電材料領域取得重要研究進展。相關研究結果於近日發表在國際頂尖學術雜誌《科學》(Science)上，受到全球學界關注。
熊仁根教授在實驗室向媒體展示了最新發現。 杭添 攝
22日，熊仁根教授在接受記者採訪時介紹，壓電性指的是材料在受擠壓或拉伸時可以產生電，或在材料兩端施加電壓後材料伸長或縮短的特性。而具有壓電性的材料也就被稱作為壓電材料，這類材料不但可以像馬達那樣，直接將電力轉換成驅動力，還可以用電產生聲波、超聲波，例如醫用B超探頭上就使用了壓電材料。不僅如此，藉助其可以將壓力轉為電信號的能力，壓電材料也被用作超聲傳感、加速度傳感器等，現在智能手機上的“搖一搖”等功能的實現正是藉助壓電加速度傳感器。“上到衞星火箭、下到漁船潛水艇，從軍用導彈到醫用B超，可以説壓電材料的使用已經深入到社會的每一個層面中。”
東南大學科研團隊接受採訪。 杭添 攝
不過，隨着科技的發展，人們希望各類電氣設備的尺寸越來越小，這就需要對傳統壓電材料進行更大規模地“壓縮”，甚至成為織物，製成衣服穿戴在身上。
“這些需求對傳統壓電材料來説，就會出現很多問題。”熊仁根教授告訴記者，比如壓電陶瓷製作中需要上千度的高温，在這種温度下，大多數精密的電子器件與具有柔性的薄膜都無法耐受這種温度；同時，陶瓷的高硬度在遇到對柔韌性的需求時反而成為缺點；另外不得不提到傳統壓電陶瓷中通常含有潛在的有毒金屬，不利於環境保護並對生物體有可能產生毒性。
這就不得不提到，除了傳統的陶瓷材料，還存在另一大類由分子組成的“分子材料”，這類特殊的材料由於其結構靈活多變、性質設計調控空間大、製作成本低、容易製成薄膜、柔韌性好、可降解、無毒害等優點一直以來都是材料研究領域的熱點之一。
最新發現的分子壓電材料意味着中國在該領域走上了世界前列。 杭添 攝
“為了補充傳統壓電陶瓷在應用中存在的問題，研究者們近百年來一直在努力提升分子材料的壓電性能，希望能用分子材料來補足壓電陶瓷的短板，但收效甚微。”熊仁根教授介紹，因此他的科研團隊突破傳統的合成思路，另闢蹊徑，創新性的從提升鐵電極軸數量入手、利用相變前後對稱性的巨大變化，發現了一類具有優異壓電性能的分子鐵電材料。
據瞭解，這種新型分子鐵電材料不但秉承了分子材料的種種優勢，同時首次在壓電性能上達到了傳統壓電陶瓷的水平。雖然研究還僅存在於實驗室內，但隨着新型分子鐵電體的開發和進步，製作出具有實用性的柔性薄膜壓電元件不再是一件難以企及的夢想。
“未來，這種具有優良壓電特性的分子鐵電材料將會使計算機芯片的體積進一步縮小，使能像紙張一樣摺疊彎曲的心率計、B超機成為可能，或者利用衣物的彎折對手機充電。同時憑藉着分子材料的良好生物兼容性，人們將製作出更加安全的醫學植入器件。除此以外，分子壓電材料還在傳感器，人機交互技術，微機電系統，納米機器人以及有源柔性電子學等領域具有重大的應用前景。”熊仁根教授對該材料的未來應用充滿信心。
記者瞭解到，這一研究成果已於2017年7月21日被國際頂尖學術雜誌《科學》在線發表，標誌着中國在分子材料領域又一次走在了世界前列。
這一論文同時也是江蘇省“分子鐵電科學與應用”重點實驗室(前身為東南大學有序物質科學研究中心)的一項重要成果。論文的第一作者和共同通訊作者遊雨蒙教授以及合作作者廖偉強博士(共同第一作者)、熊仁根教授(共同通訊作者)、葉恆雲教授、張毅教授、付大偉教授、李鵬飛博士、王金蘭教授等均來自該實驗室。(完)
以下為網友評論：
網友“慧質禪心”：這個給獎勵個幾千萬我沒有意見，比給那些戲子強
網友“福臨農家”：國家應該重獎他們，比那些戲子明星強多少倍！
網友“竸竸業業”：向科學家學習！向科學家致敬！國家應該給他們發紅包，而且要發大紅包！
網友“偏愛Cg”：你看，諾貝爾獎從來不會關心這些發明。中國自己創一個墨子獎。
網友“電彈飛鯊”：向偉大的中國科學家致敬！
網友“小桂桂13”：不容易啊，科學，自然，細胞是理工科的世界三大期刊，能以第一作者發一篇就能直升教授博導了吧？
網友“白露印晨霜”：戲子對國家有什麼貢獻。即日進斗金，而科學對我們國家付出心血，是無價，應該給他們鉅獎。
網友“zyn666699”：分子鐵電材料研究十分重要，56年前我在北大研究一年，當時條件差，項目被調整。東南大學的該成果，令人振奮，希望國家和社會給予支持，祝早日轉化為生產力，為民造福。朱以南。
網友“手機用户59662603810”：吹牛皮我也會，我還發明瞭不用發動機的車也不用電，用人推的節能環保。
網友“上岸散步的魚76812222”：東南大學好樣的 向奮鬥在科學領域的學者們致敬!