浙江師范大學(xué)鐵晶柔膜團(tuán)隊(duì)近日取得重大科研突破,其自主研發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化薄膜材料順利通過權(quán)威第三方全面檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果確認(rèn),該材料各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,標(biāo)志著我國(guó)在柔性電子材料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重要跨越。這款創(chuàng)新材料集超低彈性模量(0.3 MPa)、高壓電系數(shù)(92 pC/N) 及多模感知能力于一身,在電子皮膚、工業(yè)夾持手、智能穿戴設(shè)備等多個(gè)前沿領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。
長(zhǎng)久以來,柔性電子材料領(lǐng)域始終被“高靈敏度”與“強(qiáng)機(jī)械性能”難以兩全的技術(shù)瓶頸所困擾。鐵晶柔膜團(tuán)隊(duì)通過開創(chuàng)性的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),成功打破了這一僵局,研發(fā)出兼具超柔特性與卓越電學(xué)性能的標(biāo)準(zhǔn)化薄膜。檢測(cè)數(shù)據(jù)清晰顯示,其0.3 MPa的彈性模量與人體皮膚的柔軟度高度匹配,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高達(dá)92 pC/N的壓電系數(shù)。這意味著即便面對(duì)極其微小的壓力(>0.2 mPa),材料也能產(chǎn)生并輸出穩(wěn)定的電信號(hào)。更關(guān)鍵的是,其90 μW·cm?3的功率密度有效解決了柔性電子設(shè)備無法自供電這一核心難題,為設(shè)備微型化和長(zhǎng)期獨(dú)立運(yùn)行鋪平了道路。
該薄膜的突破性還體現(xiàn)在其多模感知能力上。不同于僅能響應(yīng)單一力學(xué)信號(hào)的傳統(tǒng)壓電材料,這款新材料憑借獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了對(duì)壓力、振動(dòng)、溫度等多種物理量的同步、快速感知,響應(yīng)時(shí)間縮短至毫秒級(jí),大大拓展了其感知維度和應(yīng)用場(chǎng)景。
在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域,薄膜的0.3 MPa類膚彈性模量確保了與人體組織的完美貼合,而其高壓電系數(shù)則讓假肢的觸覺靈敏度無限接近真實(shí)皮膚。經(jīng)過嚴(yán)格的20萬次拉伸循環(huán)測(cè)試驗(yàn)證,材料表現(xiàn)出優(yōu)異的長(zhǎng)效穩(wěn)定性,為長(zhǎng)期可穿戴的醫(yī)療監(jiān)測(cè)和康復(fù)設(shè)備提供了堅(jiān)實(shí)的可靠性保障。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域,集成了該薄膜的工業(yè)夾持手展現(xiàn)了驚人的精細(xì)感知能力,能夠精準(zhǔn)識(shí)別低至0.2 mPa的壓力變化——這相當(dāng)于感知一片花瓣飄落的力度。這一特性將機(jī)械手搬運(yùn)精密零部件時(shí)的定位精度提升至微米級(jí),顯著提高了生產(chǎn)線的良品率。在智能穿戴與人機(jī)交互領(lǐng)域,薄膜的高功率密度特性發(fā)揮了獨(dú)特價(jià)值。實(shí)際應(yīng)用測(cè)試表明,集成該薄膜的智能手套能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地將手語動(dòng)作轉(zhuǎn)化為信號(hào),延遲控制在50ms以內(nèi),為聽障人士創(chuàng)造了更自然、流暢的溝通體驗(yàn)。
這項(xiàng)重要成果的誕生,得益于浙江師范大學(xué)精心構(gòu)建的“基礎(chǔ)研究-工程化-商業(yè)驗(yàn)證”全鏈條創(chuàng)新體系的有力支撐。研發(fā)團(tuán)隊(duì)從最基礎(chǔ)的分子鏈段設(shè)計(jì)入手,創(chuàng)新性地引入拓?fù)浣宦?lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),在確保材料超凡柔韌性的同時(shí),顯著增強(qiáng)了其耐久性和機(jī)械穩(wěn)定性。
鐵晶柔膜團(tuán)隊(duì)標(biāo)準(zhǔn)化薄膜的成功研發(fā),不僅一舉攻克了柔性電子材料領(lǐng)域靈敏度與強(qiáng)度難以兼顧的關(guān)鍵技術(shù)壁壘,更在實(shí)踐中探索出一條高效的產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新路徑。隨著該技術(shù)的持續(xù)完善和應(yīng)用場(chǎng)景的不斷深化拓展,這款性能卓越的標(biāo)準(zhǔn)化薄膜有望在更廣闊的領(lǐng)域釋放其潛力,為電子皮膚、智能裝備、醫(yī)療健康等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級(jí)與創(chuàng)新發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力,推動(dòng)其邁向新的高度。