磁電傳感技術(shù)有望用于柔性傳感器，能夠以極低的能耗實(shí)現(xiàn)對(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的精確檢測(cè)。然而，其實(shí)際應(yīng)用受到弱磁電效應(yīng)和整體性能有限的制約，尤其是在機(jī)械應(yīng)變的情況下。
2025 年 8 月 7 日，北京航空航天大學(xué)劉明杰教授、趙立東教授以及李景準(zhǔn)聘教授作為共同通訊作者，在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊 Science 上發(fā)表了題為：Strain-coupled, crystalline polymer-inorganic interfaces for efficient magnetoelectric sensing 的研究論文。
該研究利用表面官能化的鐵磁單層與鐵電聚合物之間的共結(jié)晶策略制備出一種機(jī)械強(qiáng)度高、節(jié)能的磁電傳感器，所得復(fù)合薄膜的磁電容系數(shù)高達(dá) 23.6%，能夠?qū)崿F(xiàn)超快磁電檢測(cè)，比傳統(tǒng)傳感器快近 10 倍，且可通過腕戴式器件實(shí)現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)高斯計(jì)相媲美的磁場(chǎng)檢測(cè)精度。該研究為柔性可穿戴設(shè)備集成熱電冷卻器等多功能材料開辟了新途徑，有望推動(dòng)磁電傳感技術(shù)在醫(yī)療監(jiān)測(cè)、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。
在這項(xiàng)最新研究中，研究團(tuán)隊(duì)通過界面共結(jié)晶策略制備了堅(jiān)固的磁電聚合物-無機(jī)納米復(fù)合材料。
通過在二硒化釩（VSe2）單層上利用重氮化學(xué)，研究團(tuán)隊(duì)在鐵磁性 VSe? 與鐵電聚偏二氟乙烯（PVDF）納米晶體之間構(gòu)建了一個(gè)亞分子級(jí)平坦的界面。這種高度結(jié)晶的界面幾乎沒有可移動(dòng)的聚合物鏈，因而限制了能量耗散，增強(qiáng)了界面能量轉(zhuǎn)移。這種可擴(kuò)展的復(fù)合薄膜表現(xiàn)出卓越的磁電性能，磁電容系數(shù)為 23.6%。
這些薄膜能夠?qū)崿F(xiàn)超快磁電檢測(cè)，其速度比傳統(tǒng)傳感器快約 10 倍，并為將諸如熱電冷卻器之類的多功能材料集成到可穿戴設(shè)備中提供了機(jī)會(huì)。
論文鏈接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adt2741
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