研究背景
研究内容
近日，厦门大学赵海霞、龙腊生教授研究团队设计合成了一例具有高压电系数的分子基铁电材料，通过在器件中引入微表面多孔结构，不仅确保材料在器件中的均匀分散，还增强了材料对多方向外力的响应能力，从而显著提高了器件功率密度和灵敏度。尤其是，该传感器可实现对人体生理信号的监测，展现出广阔的应用潜力。
该分子基铁电体 [(CH₃)₃NCH₂CH₂Br][GaBr₄]，其压电系数高达 331 pC N⁻¹。在器件结构设计上，以砂纸为模板构造了 PDMS 的多孔微表面结构，利用分子基铁电体水溶液在旋涂过程中结晶行为，实现了材料在基底的均匀分散，有效解决了材料的团聚问题。由此制备的器件功率密度达 490 μW cm⁻²，是将材料直接分散于基底方法构筑器件的 12 倍。最终得到的压电传感器具有良好的稳定性和高灵敏度，可实现对人体生理信号的监测。
本工作为分子基铁电材料在自供电压电传感器领域的潜在应用提供了新思路。该成果以“Enhancing the performance of molecule-based piezoelectric sensors by optimizing their microstructures” (《器件微表面结构助力提升分子基铁电体压电传感器性能》) 为题，发表在英国皇家化学会期刊 Chemical Science 上。
论文信息
Enhancing the performance of molecule-based piezoelectric sensors by optimizing their microstructures Zhengxiao Tang, Bin Wang, Zhirui Li, Zhuo Huang, Haixia Zhao*, Lasheng Long* and Lansun Zheng（龙腊生，厦门大学） Chem. Sci., 2024, 15, 18060-18066
https://doi.org/10.1039/D4SC05442C
作者简介
本文通讯作者，厦门大学化学化工学院高级工程师，福建省高层次人才（C类人才）。近年来主要聚焦于“分子基磁电耦合材料”及“分子基铁电材料能量收集应用探索”两方面的研究，相关工作在 Adv. Mater., Nat. Sci. Rev., PNAS, J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed, Matter, Appl. Phys. Lett. 等期刊发表。
期刊介绍
rsc.li/chemical-science
Chem. Sci.
| 2-年影响因子* | 7.6分 |
| 5-年影响因子* | 8.0分 |
| JCR 分区* | Q1 化学-综合 |
| CiteScore 分† | 14.4分 |
| 中位一审周期‡ | 33 天 |
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Editor-in-Chief
Andrew Cooper
🇬🇧 利物浦大学
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