SCMs|聚合物共混薄膜的铁电特性调控及其柔性储能应用

铁电聚合物在先进柔性电子器件中通常扮演重要角色，如何调控铁电聚合物薄膜的性能来满足其多样化应用是一个挑战。

近日，清华大学南策文院士和武汉理工大学张鑫教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，通过两步法制备了聚偏氟乙烯-三氟乙烯（P(VDFTrFE)）与聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的聚合物共混薄膜并对共混薄膜的铁电特性进行了调控。

不同于常规P(VDF-TrFE)薄膜中铁电晶相的连续有序分布，两步法工艺可以实现聚合物共混薄膜中P(VDF-TrFE)晶相的随机分布，进而打破常规铁电聚合物薄膜中相邻晶相铁电畴间的耦合作用；在此基础上，共混薄膜非晶区内的低极性PMMA组分可以通过降低去极化电场来调节偶极子的翻转行为，使共混薄膜由铁电特性转变为类反铁电特性；此外，铁电聚合物共混薄膜优异的力学与电学性能可以显著提升其击穿强度，最终获得明显优于纯P(VDF-TrFE)薄膜和商业双轴拉伸聚丙烯薄膜的超高储能密度。

图1 聚合物共混薄膜的铁电特性。

本论文提出了一种调控聚合物材料铁电特性的有效策略，为高储能密度铁电聚合物薄膜材料的发展带来巨大潜力。

相关结果最近发表于Science China Materials, 2020, 10.1007/s40843-020-1588-3。

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