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东南大学张含悦教授团队 Adv. Mater.:塑性铁电分子晶体的化学设计

高分子科技  · 公众号  · 化学  · 2024-07-14 11:02
    

主要观点总结

本文主要介绍了铁电材料在国防军用和医疗民生等领域的应用,特别是铁电聚合物在柔性电子器件中的广泛应用。文章重点关注了聚偏二氟乙烯(PVDF)在铁电性产生方面的作用,以及分子铁电晶体在生物医学领域的应用前景。文章还介绍了一例塑性铁电分子晶体PFND的化学设计策略和铁电性产生机制,包括团队通过化学设计成功构建了PFND的极性结构,并证实了其铁电性。该工作为设计可降解分子铁电材料提供了新的思路,并得到了相关基金的支持。

关键观点总结

关键观点1: 铁电材料在国防和医疗等领域的应用

文章概述了铁电材料在各个领域的重要性,特别是铁电聚合物在柔性电子器件中的广泛应用。

关键观点2: 聚偏二氟乙烯(PVDF)在铁电性产生方面的作用

文章介绍了PVDF在铁电性产生中的关键作用,其经过单轴拉伸后由α晶相转化为β晶相,偶极子有序排列产生铁电极化。

关键观点3: 分子铁电晶体的优势和挑战

文章指出了分子铁电晶体具有易于加工、生物相容性好、可生物降解等优势,但面临设计策略有限、材料功能单一等挑战。

关键观点4: PFND晶体的化学设计策略和铁电性产生机制

文章详细介绍了PFND晶体的化学设计策略,包括基于氢/氟取代设计策略和晶体工程,成功构建了PFND的极性结构,并证实了其铁电性。

关键观点5: PFND晶体的独特结构和性能

文章强调了PFND晶体的独特结构,如有限的奇数个-CF2-单元的存在产生了分子偶极矩,团队通过设计思路简化了PVDF的复杂制备工艺,并赋予了这类铁电分子晶体良好的可生物降解特性。


文章预览

点击上方 “ 蓝字 ” 一键订阅 铁电材料作为一类重要的功能材料,已在国防军用和医疗民生等领域都具有广泛应用。其中,铁电聚合物因其机械柔韧性高、质轻、毒性低而被广泛应用于柔性电子器件。聚偏二氟乙烯( PVDF )是一种经典的铁电聚合物,其经过单轴拉伸后由 α 晶相转化为 β 晶相,偶极子朝同一方向有序排列从而诱导了铁电极化的产生,但这类材料也面临制备工艺复杂且不可降解的问题。分子铁电晶体具有易于加工、质轻、生物相容性好、声阻抗与人体相匹配、可生物降解等独特优势,有望丰富铁电材料在生物医学领域的应用场景。但由于缺乏有效的设计策略,目前已发现的分子铁电材料数量有限且功能单一。因此,他们亟待通过化学设计开发具有优异物理性能的分子铁电材料。 图 1 PFND 晶体的化学设计策略。 近期, 南昌大学国际 ………………………………

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