中国科学院宁波材料技术与工程研究所李润伟研究员领导的研究小组提出了一种"轻微交联"方法，可赋予铁电材料弹性恢复的能力，这一突破被称为"弹性铁电"，有望推动可穿戴电子设备和智能医疗的发展。该研究最近发表在《科学》杂志上。

铁电材料在数据存储和处理、传感、能量转换和光电等应用领域非常有用，因此在手机、平板电脑和其他日常使用的电子设备中非常受欢迎。然而，传统的铁电材料在应力释放后的弹性恢复能力很差，通常低于 2%，因此容易变脆（铁电陶瓷）或变塑（铁电聚合物）。

70% 应变下的弹性铁电。资料来源：NIMTE

这些材料的铁电特性主要归因于其晶体区域，而晶体区域缺乏内在弹性。

为了解决铁电响应和弹性恢复的难题，研究人员开发了一种精确的"轻微交联"方法。研究人员以聚偏氟乙烯-三氟乙烯为基体材料，以软长链聚氧化乙烯二胺为交联剂，在线性铁电聚合物中建立了网络结构。通过将交联密度精确控制在1-2%，交联铁电薄膜主要呈现出β相结晶结构，并均匀地分散在交联聚合物网络中。

在应力作用下，网络结构可以均匀分布并承受外力，从而减轻对结晶区域的破坏。因此，这些新开发的铁电材料兼具弹性和相对较高的结晶度。实验结果还表明，即使在应变高达 70% 的情况下，交联薄膜仍能保持稳定的铁电响应和弹性恢复。

"基于他们的研究，高志强等人确立了一个新的研究方向--弹性铁电。"国际知名铁电材料专家熊仁根教授说

弹性铁电材料具有优异的抗机械疲劳和抗铁电疲劳性能，在可穿戴电子设备和智能医疗领域具有广阔的应用前景。