研究人员详细研究了铁电聚合物的性质

在某些材料中,电效应和欧洲杯足球竞彩机械效应是紧密相连的:例如,当施加电场时,材料可能会改变其形状,反之,当材料变形时,可能会产生电场。这种机电活性材料在许多技术应用中都非常重要。欧洲杯足球竞彩

通常,这些材料是特殊的无机晶欧洲杯足球竞彩体,又硬又脆。由于这个原因,现在正在使用所谓的铁电聚合物。它们的特点是它们的聚合物链同时存在于两种不同的微观结构中:一些区域是强烈有序的(晶体),而在两者之间形成无序的(非晶态)区域。

这些半晶体复合材料是机电活性的,因此结合了电气和机械效应,但同时他们也灵活和柔软。在维也纳理工大学,人们对这种材料进欧洲杯足球竞彩行了详细的研究,结果令人惊讶:在一定温度以上,材料的性质会发生巨大变化。

来自维也纳工业大学的一个研究小组与来自马德里和伦敦的研究小组合作,现在能够解释为什么会发生这种情况。

从微型传感器到智能纺织品

“例如,如果你能在电场的帮助下控制一种材料的机械行为,你就可以用它来制造微型传感器,”维也纳工业大学传感器与执行器系统研究所的Ulrich Schmid教授说。“这对原子力显微镜来说也很有趣,你设置一个振动的微小尖端来扫描表面并生成图像。”

如果不仅在刚性材料中,而且在柔性、软性材料中,都能产生这样的机电特欧洲杯足球竞彩性,那么这类材料的应用领域将会大大扩展。一方面,柔性材料具有完全不同的振动特性,这可以用于构欧洲杯足球竞彩建微型传感器。

另一方面,这些材料也开启了全新的可能性——如智能欧洲杯足球竞彩纺织品、灵活的能源储存或集成能源收集。

固体可以是晶体的,在这种情况下,原子排列在一个规则的晶格中,也可以是无定形的,在这种情况下,单个原子是随机分布的,乔纳斯·哈夫纳解释道,他正在进行这项研究项目,作为他论文的一部分。“我们研究的这种材料的特殊之处在于,它可以同时是两种状态:它形成晶体区,而在晶体区之间是无定形的。”

晶体负责材料的机电特性,非晶态矩阵将微小的晶体结合在一起,总体上创造出一种非常柔软、灵活的材料。

太多的热量

为了能够进一步开发和改进这种材料,研究小组首先研究了它们的基本物理性能。欧洲杯足球竞彩在他们的研究中,他们遇到了一个令人惊讶的现象:铁电聚合物,由晶体和非晶态区域的组合,在一定的温度下改变了它们的微观组成——这对宏观的机电行为有惊人的影响。

通常情况下,只有当很高的温度在原子水平引起如此大的振荡时,材料的机电特性才会消失,材料中的电顺序完全消失。这个临界温度被称为“居里温度”。

但就目前正在研究的材料而言,情况要复杂得多“在我们的研究中,微小晶体的机电特性仍然存在。从微观上看,晶体仍然具有电活性,但在宏观层面上,这种电活性行为消失了。”乔纳斯Hafner说。

晶粒之间失去了联系

该团队能够解释这种效应是如何发生的:随着温度上升,聚合物的非晶态区域的比例增加,在某一点上,微小的晶体失去了彼此之间的直接接触。

这意味着机械力不能再从一个微小的晶体转移到下一个,因为它们都完全嵌入在阻尼非晶基体中。这极大地改变了材料的机械和机电性能。

只有理解了这些基本效应,我们才能解释这些材料的微观和宏观特性之间的关联。”欧洲杯足球竞彩乌尔里希施密德说。“我们正在与许多项目伙伴合作,他们将这些材料用于原子力显微镜、传感器和芯片。欧洲杯足球竞彩这一激动人心的材料阶段有许多潜在的应用。”

来源:https://www.tuwien.at/en/

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