行業(yè)新聞

　　鐵電材料是目前應(yīng)用最廣泛的材料系統(tǒng)之一，并且不斷以更高的效率產(chǎn)生改進(jìn)的功能。聚偏二氟乙烯（PVDF）基聚合物鐵電體的進(jìn)步為需要便攜、輕便、耐磨和耐用功能的應(yīng)用提供了彎曲、高效耦合和多功能的材料平臺(tái)。功率放大器作為鐵電材料極化測(cè)試中常用的測(cè)試儀器之一，在該領(lǐng)域也有著良好應(yīng)用，今天Aigtek安泰電子就為大家分享一則國(guó)內(nèi)有關(guān)分子鐵電材料領(lǐng)域研究的最新研究成果。

　　成果掠影

　　近日，上海交通大學(xué)錢(qián)小石Xiao shi Qian，美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)（The PennsylvaniaStateUniversity）XinChen，Q.M.Zhang，凱斯西儲(chǔ)大學(xué)（CaseWesternReserveUniversity）LeiZhu，在Science上發(fā)表綜述文章，論述了含氟聚合物鐵電材料的最新進(jìn)展、其能量交叉耦合效應(yīng)以及新興技術(shù)，包括可穿戴、高效機(jī)電致動(dòng)器和傳感器、電熱制冷和介電器件。相關(guān)研究成果以“Fluoropolymer ferroelectrics: Multifunctional platform for polar-structured energy conversion”為題在Science上發(fā)表。

　　數(shù)據(jù)概覽

　　圖1聚合物鐵電體的潛在機(jī)制。（A）普通鐵電聚合物的典型P-E環(huán)。（B）壓電原理圖。（C）弛豫鐵電聚合物的典型P-E環(huán)。（D）電熱耦合示意圖。（E）b相PVDF的偽六方晶體結(jié)構(gòu)和正交晶胞（紅線）中的偶極旋轉(zhuǎn)示意圖。（F）基本構(gòu)象，不同的鏈間和鏈內(nèi)組合在PVDF聚合物中形成不同的相。t、反式；g/g′，高切。（G）從3/1螺旋到tttt的構(gòu)象變化中的幾何結(jié)構(gòu)變化示意圖。（H）鐵電P（VDF-TrFE）聚合物中自組織的環(huán)面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。（I）P（VDF-TrFE）共聚物的MPB處的增強(qiáng)壓電效應(yīng)。（J和K）在C=C調(diào)制的四聚合物中的ECE（J）和EM耦合效率（K）的巨大增強(qiáng)。?2023AAAS

　　圖2使用PVDF基聚合物的EM應(yīng)用進(jìn)展。（A）基于PVDF的可穿戴能量采集器的光學(xué)圖像。（B）PVDF/BTO復(fù)合纖維與聲學(xué)織物集成的示意圖。（C）基于壓電聚合物的可重復(fù)使用口罩原型示意圖。（D）高通公司手指掃描儀設(shè)想的手指圖案示意圖。（E）（上圖）光學(xué)照片顯示了一個(gè)昆蟲(chóng)規(guī)模的機(jī)器人。嵌入式掃描電子顯微鏡圖像顯示了具有不同材料層的原型機(jī)器人的橫截面圖。（底部）顯示蟑螂質(zhì)心運(yùn)動(dòng)的波狀運(yùn)動(dòng)路徑的比較。（F）基于PVDF松弛劑的局部觸覺(jué)反饋裝置示意圖。RFP，弛豫鐵電聚合物。?2023AAAS

　　圖3使用PVDF基聚合物的EC冷卻技術(shù)的進(jìn)展。使用鐵電聚合物作為固態(tài)制冷劑的EC冰箱的原型。（A）使用電子束輻照的共聚物并在AER循環(huán)下操作的全固體EC冷卻裝置。（B）在AER循環(huán)下運(yùn)行的ML旋轉(zhuǎn)EC冷卻裝置示意圖。（C和D）使用流體（空氣）作為再生器的EC冰箱的示意圖（C）；實(shí)現(xiàn)了14K的最大溫度跨度（D）。（E和F）由弛豫鐵電聚合物制成的冷卻管（E），為通過(guò)它的流體提供加熱和冷卻（F）。（G和H）串聯(lián)EC原型，使用靜電振蕩（G）來(lái)操作制冷循環(huán)并將快速冷卻引入鋰電池（H）。?2023AAAS

　　圖4PVDF基聚合物的高級(jí)介電應(yīng)用。（A）具有P（VDFTrFE）作為柵極電介質(zhì)的高彎曲FeFET存儲(chǔ)器的示意圖。（B）基于P（VDF-TrFE）的光纖有機(jī)存儲(chǔ)器（FOM）示意圖。插圖展示了一種集成了FOM的織物。（C）鐵電層P（VDF-TrFE）在FeFET器件中的3D堆疊示意圖。（D）PVDF薄膜連續(xù)折疊后的放電能量密度。插圖顯示該膜是通過(guò)軋制和壓制制備的。（E）PC/PVDFML膜的原子力顯微鏡圖像，32層，每層厚度為400nm。?2023AAAS

　　成果啟示

　　對(duì)于鐵電聚合物，盡管聚合物鏈中的偶極子是極化的關(guān)鍵，但稀釋的納米復(fù)合材料現(xiàn)象表明，對(duì)于相同的聚合物偶極子，微量的納米填料可以引起局部和納米級(jí)聚合物鏈形態(tài)的變化，從而導(dǎo)致介電常數(shù)（以及因此的極化）和擊穿強(qiáng)度的顯著增強(qiáng)。在功能材料中，使用微量的摻雜劑和缺陷來(lái)定制、建立和增強(qiáng)所需的功能性能是眾所周知的，并且被廣泛使用?；赑VDF的聚合物鐵電體和稀釋納米復(fù)合材料的進(jìn)展也證明了小缺陷在選擇性地調(diào)整和影響這些極化過(guò)程方面的有效性，從而在所需的交叉耦合效應(yīng)（如EM耦合、ECE和介電性能）中產(chǎn)生高能量轉(zhuǎn)換效率。利用PVDF基聚合物豐富的極化過(guò)程及其潛在的分子結(jié)構(gòu)、納米結(jié)構(gòu)和介觀結(jié)構(gòu)的活性聚合物研究有可能發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)下一代聚合物鐵電體，這些鐵電體是用戶(hù)友好的，可以在更高的溫度下操作，并且產(chǎn)生與基于PVDF的聚合物甚至無(wú)機(jī)鐵電體的電活性耦合相媲美的高電活性耦合。

　　ATA-7050高壓放大器

　　針對(duì)鐵電材料研究以及鐵電材料極化相關(guān)測(cè)試所需要的高壓驅(qū)動(dòng)需求，Aigtek安泰電子提出了切實(shí)可行的測(cè)試方案——ATA-7000系列高壓放大器，現(xiàn)已投入市場(chǎng)受到了廣大科研人員的好評(píng)，該系列高壓放大器最大輸出電壓20kVp-p（±10kVp），帶寬（-3dB）DC~100kHz，最大輸出電流40mAp，可用來(lái)驅(qū)動(dòng)高壓型負(fù)載，在鐵電材料極化測(cè)試中應(yīng)用廣泛。

　　ATA-7050高壓放大器

　　帶寬：（-3dB）DC~5kHz

　　電壓：10kVp-p（±5kVp）

　　電流：20mAp

　　功率：100Wp

　　壓擺率：≥111V/μs

西安安泰電子是專(zhuān)業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率放大器模塊、功率信號(hào)源、射頻功率放大器、前置微小信號(hào)放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測(cè)量?jī)x器研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售的高科技企業(yè)，為用戶(hù)提供具有競(jìng)爭(zhēng)力的測(cè)試方案。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。如想了解更多功率放大器等產(chǎn)品，請(qǐng)持續(xù)關(guān)注安泰電子官網(wǎng)www.168lai.com或撥打029-88865020。

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