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祝贺!上海交通大学Zheng, Shanyu发Science

论论资讯 | 2023-12-01 3热度

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Colossal electrocaloric effect in an interface-augmented ferroelectric polymer

Zheng Shanyu; Du Feihong; Zheng Lirong; Han Donglin; Li Qiang; Shi Junye; Chen Jiangping; Shi Xiaoming; Huang Houbing; Luo Yaorong; Yang Yurong; O'Reilly Padraic; Wei Linlin; de Souza Nicolas; Hong Liang; Qian Xiaoshi

Published:2023-12-01
DOI:10.1126/science.adi7812

研究背景

在当今社会,节能环保已经成为了人们关注的热点话题。然而,随着科技的不断发展,人们对于电器的需求也越来越高,这就使得电器的能耗问题变得越来越突出。因此,如何在保证电器性能的同时,降低电器的能耗成为了一个亟待解决的问题。而电热效应作为一种新型的降温技术,为解决这一问题提供了新的思路。然而,目前电热效应技术的应用还受到了一些限制,如何进一步提高电热效应技术的效率成为了当前研究领域的一个重要问题。

研究内容

近日,来自中国科学技术大学的研究团队在《Science》杂志上发表了一篇题为“Colossal electrocaloric effect in an interface-augmented ferroelectric polymer”的论文,提出了一种新型的电热效应技术。该技术利用有机晶体二甲基己炔二醇(DMHD)作为三维牺牲模板,将多种构象共存的极性界面组装到基于聚偏氟乙烯的三元聚合物中。通过蒸发DMHD并诱导类似外延生长的过程,形成了一种超细分布、多构象共存的极性界面,表现出巨大的构象熵。在低电场下,界面增强型三元聚合物具有高熵变化量达到了100 J/(kg·K)的电热效应。该研究为提高电热效应技术的效率提供了新的思路。

研究意义

该研究通过将有机晶体作为牺牲模板,成功地组装出了一种超细分布、多构象共存的极性界面,从而实现了电热效应技术的高效率。这种界面极化策略不仅适用于电介质电容器、超级电容器等相关应用,还为节能环保提供了新的思路。此外,该研究提出的新型电热效应技术具有较高的实用性,有望在未来的节能环保领域得到广泛应用。

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