中国发现新型发电材料有何重大意义

Question

如题所述

Answer 1

能源是驱动人类社会发展的动力，早前，多维新闻曾在《中国人造太阳再获大突破 为何让西方忧虑》一文中谈到，聚变能源的开发有可能“一劳永逸”地解决人类能源需要。而中国科学家团队此次的研究成果则意味着中国在分子材料领域再次走在了世界前列，新型发电材料的发现给多个领域的应用前景提供了重大想像及实操可能。
中国科学家的突破意义

当下的科技时代，人们希望各类电气设备的尺寸越来越小，这也倒逼传统压电材料需要进行更大规模的“压缩”，甚至成为织物，制成衣服穿戴在身上。

人类的新需求对传统压电材料而言，意味着会出现诸多问题。比如压电陶瓷制作需要上千度的高温，而在此高温下大多数精密电子器件与具有柔性的薄膜都无法耐受；同时，陶瓷的高硬度在遇到对柔韧性的需求时反而成为缺点；更重要的是，传统压电陶瓷中通常含有潜在有毒金属，不利于环境保护，并有可能对生物体产生毒性。

研究证实，除了传统陶瓷材料，世界上还存在着另一大类由分子组成的特殊“分子材料”，它们结构灵活多变、性质设计调控空间大、制作成本低、容易制成薄膜、柔韧性好、可降解、无毒害，这些特性使得它们成为材料研究领域的热点。为补充传统压电陶瓷在应用中存在的问题，研究者们近百年来不懈努力，一直试图提升分子材料的压电性能，希望能用分子材料来补足压电陶瓷的短板，但此项研究长期收效甚微。

据熊仁根教授介绍，其科研团队突破传统合成思路，创新性地从提升铁电极轴数量入手，利用相变前后对称性的巨大变化，发现了一类具有优异压电性能的分子铁电材料。据了解，这种新型分子铁电材料秉承了分子材料的种种优势，同时首次在压电性能上达到了传统压电陶瓷的水平。

具有优良压电特性的分子铁电材料意味着制作出具有实用性的柔性薄膜压电元件不再是一件难以企及的梦想，它将会使计算机芯片的体积进一步缩小，使得制造像纸张一样折叠弯曲的心率计、B超机成为可能，凭借着分子材料的良好生物兼容性，人类将有可能制作出更加安全的医学植入器件。

中国科研团队的研究成果也意味着可利用衣物的弯折对手机充电，在未来用衣服给手机充电将不再是一则童话故事。除此以外，分子压电材料还在传感器、人机交互技术、微机电系统、纳米机器人以及有源柔性电子学等领域具有重大的应用前景，给人类带来无数科技想像可能。