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有机铁电体钙钛矿物质诞生了

American Association for the Advancement of Science

据新的研究报道,工程人员创制了23种全部为有机的钙钛矿物质,其中一种具有铁电性能,它堪比广泛使用的无机钙钛矿铁电体BaTiO3(BTO)。创制不含金属的铁电钙钛矿族以及它们的无毒性和柔韧力学性质会对下一世代的柔软机器人和生物医学装置的制造都具有很大的潜力。像BTO等无机钙钛矿的使用由来已久,其用途包括从电容器和传感器到数字数据存储和显示。然而,尽管有着如此广泛的应用,它们的制造常常颇为困难而且昂贵,它们中含有的有毒重金属也给环保带来了重大的顾虑。因此,研发以有机物为基础的铁电体可为材料科学和技术应用提供有前途的替代品。在节能、廉价且环保材料需要的驱动下,Heng-Yun Ye和同事应用了一种分子设计策略并选择了大量的有机阳离子来设计一族新型的不含金属的铁电钙钛矿材料,他们用了不同组合的卤素和有机分子。他们的发现证明了高效能有机铁电钙钛矿物质的可行性。在他们合成的23种有机铁电钙钛矿物质中,有一种材料——MDABCO-NH4I3——显示了很大的希望,因为它同时展示了与BTO类似的高度的自发性极化和铁电性质。据作者报告,除了铁电特性之外,有机钙钛矿物质还能在室温下合成并可能优化产生其它属性或能用其它有机分子来制备。在相关的《视角》文章中,Wei Li and Li-jun Ji写道:“在这些优美的无金属化合物中,对称性与氢键的联姻同时将钙钛矿和铁电体领域扩展至全新的境界。”

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