更新时间：作者：佚名
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论文链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn7440
压电可以直接实现机械能与电能的相互转换，广泛应用于传感器、换能器、执行器等功能器件中。机电耦合系数k33（代表机械能与电能之间耦合程度的参数）和压电系数d33（代表机械能与电能之间转换系数的参数）是测量材料压电性能最重要的参数。与广泛使用的无机铁电材料相比，铁电聚合物由于其高柔性、易成型、重量轻、生物相容性好等优点，在柔性、可穿戴、植入式电子器件等领域的应用具有优势。然而，铁电聚合物的低k33和d33严重限制了其应用。
图为PVDF铁电聚合物及其共聚物
文章介绍了PVDF基铁电聚合物压电性能的发展（见图1）。早在1969年，日本学者河合就发现半结晶均聚物PVDF具有压电特性。随后，PVDF成为半个世纪以来研究最多的压电聚合物。 PVDF具有多种晶相，其中铁电相的压电性能最好（k33='27%和d33='28 pm/V），但与商用无机陶瓷铁电锆钛酸铅（PZT）的压电性能相差甚远（k33和d33分别可达80%和800 pm/V）。对此，研究人员通过无规共聚合成了一系列PVDF基共聚物，试图提高其压电性能。例如，结晶度较高的二元共聚物P(VDF-TrFE)（TrFE为三氟乙烯）表现出明显的压电性能增强（k33='37%和d33='-38 pm/V）。随后，研究人员在P(VDF-TrFE)（CFE为1-氯-1-氟乙烯）的基础上进一步合成了具有弛豫铁电特性的三元聚合物P(VDF-TrFE-CFE)。 k33和d33分别达到了k33=' 55%和d33=' 400 pm/V，但仍无法与高端PZT相媲美，需要更大的驱动电场（>100 MV/m）才能实现这种压电性能。
文章最后展望了利用单一手性创建新型铁电聚合物的方法。引入单一手性是熊仁根教授提出的铁电化学中分子铁电体的设计原理之一。通过将手性单体引入到聚合物中，可以将单一手性引起的不对称性转移到分子结构的各个层面，这有利于铁电聚合物的构建，并将赋予铁电聚合物新的功能特性，例如手性特性。此外，手性聚合物铁电体可以自发地表现出压电性，无需传统铁电聚合物（如PVDF）所需的单轴拉伸和极化处理。手性聚合物铁电体将是铁电聚合物领域未来的研究方向。
国际有序材料科学研究所成立于2018年，近年来，在学校各职能部门的大力支持下，研究所在科学研究和人才培养方面取得了突出成绩。期间获批国家自然科学基金（1项，为江西省高校首次获批牵头单位）、重点项目（1项）、重大研究计划培育项目（3项）等国家级项目10余项；科学（2 篇文章）、PNAS（美国，1 篇文章）、J. Am.在Chem.等高水平期刊发表论文30余篇。苏克。 （14篇论文）；国家青年拔尖人才培养计划人选3人。