柔性聚合物壓電駐極體膜
壓電駐極體是具有強(qiáng)壓電效應(yīng)的柔性駐極體材料,因其表現(xiàn)出“類鐵電性”和,也稱為鐵電駐極體,是一類新型的人工智能和新能源材料。它的壓電性源于雙極性空間電荷在聚合物基體上的取向排列,以及材料特殊的微孔結(jié)構(gòu)。壓電駐極體膜是具有強(qiáng)壓電效應(yīng)的新型柔性壓電功能膜,與傳統(tǒng)壓電材料的壓電效應(yīng)起源有本質(zhì)區(qū)別。 與壓電陶瓷和傳統(tǒng)的鐵電聚合物(例如聚偏氟乙烯PVDF及其共聚物)相比較,壓電駐極體具有一些獨(dú)特的性能:壓電駐極體在提高壓電活性的同時(shí)還擁有聚合物的高柔韌性、薄膜型(厚度可低至40µm)、超輕(體密度可低至330kg/m3)、低成本、低電容率、可大面積成形,以及低聲阻抗(0.03MRayl)等特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)特殊工藝制備的壓電駐極體薄膜的準(zhǔn)靜態(tài)壓電系數(shù)d33高達(dá)1000pC/N,這一數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PVDF(約25 pC/N)及其共聚物P(VDF/TrFE)。因此,壓電駐極體組合了壓電陶瓷和鐵電聚合物薄膜各自的優(yōu)點(diǎn),在國(guó)防、醫(yī)療、航空航天、綠色能源(例如寬頻帶振動(dòng)能量采集器、生物運(yùn)動(dòng)能量采集、海浪發(fā)電等)、控制、通訊(例如自供能微型無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò))、智能結(jié)構(gòu)、電聲換能器、空氣耦合超聲換能器等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。
同濟(jì)大學(xué)
2021-02-01