A reação click do tioleno oferece uma nova abordagem para fabricar ferroelétricos elásticos
O mecanismo de preparação de ferroelétricos relaxantes elásticos através da reação de clique do tioleno. Crédito:Instituto de Tecnologia e Engenharia de Materiais de Ningbo Li Runwei e Hu Benlin do Instituto de Tecnologia e Engenharia de Materiais de Ningbo (NIMTE) da Academia Chinesa de Ciências desenvolveu uma abordagem fácil e eficiente para fabricar ferroelétricos relaxantes elásticos por meio da reação de clique do tioleno.
O estudo foi publicado na revista Angewandte Chemie International Edition .
Os ferroelétricos, que possuem polarização espontânea comutável dentro de uma determinada faixa de temperatura, desempenham um papel fundamental em diversas aplicações, como memórias não voláteis, sensores e atuadores. Com o desenvolvimento de produtos eletrônicos vestíveis e implantáveis, a elastificação de materiais ferroelétricos surge como uma direção altamente promissora.
O grupo de pesquisa propôs um método de reticulação leve para a elastificação intrínseca de materiais ferroelétricos na Ciência .
Ao controlar com precisão a densidade de reticulação, eles alcançaram elasticidade e ao mesmo tempo minimizaram o efeito de mudanças estruturais na cristalinidade do material, sendo pioneiros em um novo campo interdisciplinar de ferroelétricos elásticos. Posteriormente, eles conduziram extensas pesquisas sobre materiais ferroelétricos elásticos e alcançaram uma série de avanços relevantes.
Além dos métodos de reticulação térmica para ferroelétricos elásticos, os pesquisadores desenvolveram um método de reticulação óptica para a elastificação de ferroelétricos relaxantes, que apresentam altas respostas de acoplamento eletromecânico e, portanto, têm grande potencial para aplicações de acionamento e armazenamento de energia.
A reação click do tioleno foi usada para obter a elastificação intrínseca dos ferroelétricos relaxantes à temperatura ambiente, introduzindo ligações duplas em poli (fluoreto de vinilideno-co-clorotrifluoroetileno) P (VDF-CTFE). O filme reticulado resultante exibiu excelente resiliência mecânica, com um alongamento de fratura de 260%.
Além disso, o filme pode manter uma recuperação de deformação de 80% após 3.000 ciclos a uma deformação de 50%, demonstrando uma resistência superior à fadiga, portanto comparável às borrachas fluoradas comerciais. Além disso, os resultados das análises verificaram as propriedades ferroelétricas relaxantes dos filmes elásticos.
Foi fabricado um dispositivo ferroelétrico totalmente elástico com o filme ferroelétrico relaxante elástico como camada dielétrica, que exibiu respostas ferroelétricas estáveis sob deformações de até 70%.
Este trabalho fornece um novo caminho para a exploração e inovação de ferroelétricos elásticos para eletrônica flexível.
