Un equipo de investigación dirigido por el investigador Li Runwei del Instituto de Tecnología e Ingeniería de Materiales de Ningbo de la Academia de Ciencias de China, propuso un método de "ligera reticulación" que puede dar a los materiales ferroeléctricos la capacidad de recuperarse elásticamente. Este avance se denomina "ferroelectricidad elástica" y se espera que promueva el desarrollo de dispositivos electrónicos portátiles y atención médica inteligente. La investigación fue publicada recientemente en la revista Science.
Los materiales ferroeléctricos son útiles en aplicaciones como almacenamiento y procesamiento de datos, detección, conversión de energía y optoelectrónica, lo que los hace muy populares en teléfonos móviles, tabletas y otros dispositivos electrónicos que se utilizan a diario. Sin embargo, los materiales ferroeléctricos tradicionales tienen una recuperación elástica pobre después de la liberación de tensión, generalmente menos del 2%, y por lo tanto tienden a volverse quebradizos (cerámicas ferroeléctricas) o plásticos (polímeros ferroeléctricos).
Las propiedades ferroeléctricas de estos materiales se deben principalmente a sus regiones cristalinas, que carecen de elasticidad intrínseca.
Para resolver el difícil problema de la respuesta ferroeléctrica y la recuperación elástica, los investigadores desarrollaron un método preciso de "reticulación ligera". Los investigadores utilizaron fluoruro de polivinilideno-trifluoroetileno como material de matriz y óxido de polietileno diamina suave de cadena larga como agente de reticulación para establecer una estructura de red en el polímero ferroeléctrico lineal. Al controlar con precisión la densidad de reticulación al 1-2%, la película ferroeléctrica reticulada exhibe principalmente una estructura cristalina de fase β y se dispersa uniformemente en la red de polímero reticulado.
Bajo la acción del estrés, la estructura de la red puede distribuirse uniformemente y resistir fuerzas externas, mitigando así el daño a la región cristalizada. Por lo tanto, estos materiales ferroeléctricos recientemente desarrollados combinan elasticidad con una cristalinidad relativamente alta. Los resultados experimentales también muestran que la película reticulada puede mantener una respuesta ferroeléctrica estable y una recuperación elástica incluso bajo tensiones de hasta el 70%.
"Basándose en su investigación, Gao Zhiqiang y otros establecieron una nueva dirección de investigación: la ferroelectricidad elástica". dijo el profesor Xiong Rengen, un experto de renombre internacional en materiales ferroeléctricos.
Los materiales ferroeléctricos elásticos tienen una excelente resistencia a la fatiga mecánica y a la fatiga ferroeléctrica, y tienen amplias perspectivas de aplicación en los campos de los dispositivos electrónicos portátiles y la atención médica inteligente.