铁电材料，可能很多人对这个名词并不熟悉，但从名字显而易见这是一种比较坚硬、结实的材料。

　　这种感觉没有错，不过，科研人员一直在打破一些常规认知。如今，他们使铁电材料不仅像橡皮筋一样柔软，还能在反复拉伸后保持良好的回弹性。

　　中国科学院宁波材料技术与工程研究所（以下简称宁波材料所）作为第一完成单位和通讯单位完成的成果通过精确微交联法制备本征弹性聚合物铁电体，8月4日在线发表于《科学》，展示了铁电材料弹性化制备研究取得的突破性进展。审稿人认为这是里程碑式的贡献。

　　铁电材料鲜为人知，就连论文第一作者、宁波材料所2023年应届硕士毕业生高亮，也是在备考研究生时才第一次接触它。

　　但事实上，这样一种材料应用十分广泛，比如触屏手机中用来将触压转变成电信号的压电膜就是铁电材料。而打火机中用压电陶瓷制成的打火石，是这样一种材料更早期的应用，它可以把受到的力学压力转变为六七千伏的电压，从而瞬间击穿空气，产生火花。

　　“铁电材料是一种神奇的绝缘性功能材料。”高亮向《中国科学报》介绍，它表面自带无序电荷，一旦有电场作用其上，这些电荷就会随电场的变化而变化。即便电场不再作用，排好队的电荷也会保持原状态而不发生改变。

　　同时，由于能灵敏感知微小的位移、压力、脉搏、呼吸等信号变化，铁电材料成为制造柔性可穿戴设备的重要材料之一，其弹性制备迫在眉睫。然而，科研人员在弹性制备过程中举步维艰。因为对于铁电材料而言，铁电性和弹性很难兼顾。铁电材料的铁电性来源于材料中的结晶部分，而晶体本身几乎不具备弹性，拉伸率一般低于5%，且没有回弹能力。

　　高亮在两位通讯作者宁波材料所研究员胡本林和李润伟指导下，提出了“微交联法”制备策略。

　　研究团队用微量的柔软链状聚合物，让铁电晶体周边非晶的缠绕部分交联起来，相互交织形成具有弹性的渔网状结构。

　　通过精确控制交联剂的用量，能保证铁电晶体均匀地分布在交联网络中，使材料在交联后也能保持较好的铁电响应。

　　这种渔网状结构松散地将铁电晶体连接在一起。外界的力的作用时，可以产生可逆的形变吸收外力，并在达到125%的拉伸率时依旧保持稳定的铁电性。这种渔网状结构像橡皮筋一样柔软且有弹性，当外力消除时，能够迅速恢复原状。

　　这种弹性铁电材料在承受数千次的反复拉伸后，依然保持稳定的铁电性，大幅度的提升了该材料的可靠性和常规使用的寿命，扩大了应用限制范围。微交联法为铁电材料插上了一双弹性化的翅膀。

　　胡本林介绍，弹性铁电材料制造成的传感器更加“随和”，具有更高的测量精度、更好的穿戴舒适性，将给智慧医疗、智能可穿戴等领域带来更广阔的想象空间。

　　脑卒中患者如果穿上带有柔性传感器的可清洗的衣服，就可以随时随地监控心率、呼吸等健康信息。手机、平板电脑等电子设备应用该材料，则离柔软、贴身、可任意弯折又近了一步。

　　《科学》审稿人认为，在铁电材料被发现后的百年历史中，铁电陶瓷拉伸应变不超过0.2%，聚合物铁电材料也只有小于2%的弹性回复。与这些相比，该成果具有突破性，开辟了全新的“弹性铁电”学科方向。

　　胡本林告诉《中国科学报》，自跟随李润伟读研究生起，他就一直希望攻克“弹性铁电”的制备难题。他将这个课题交给了自己第一批硕士研究生。高亮申领了这个课题。

　　这个课题需要的科研能力，远远超出了一般硕士研究生的能力储备。但胡本林认为，一方面要培养高水平科研人才，另一方面高亮又享受探索钻研的过程，那就不必区分硕士生、博士生。

　　尽管遇到不少困难，整整一年没获得真正有用的数据，高亮却始终充满信心。“胡老师一开始就跟我说，这个课题不是简单的硕士生课题，还有很多延伸的地方，我做好了要做5到10年的心理准备。”

　　6月初，相关研究论文被《科学》编辑部接收。不过，这篇文章没能帮助高亮赶上胡本林的博士生招生。

　　目前她以研究助理的角色，在宁波材料所柔性磁电功能材料与器件团队继续此前的课题研究。“只要能继续做科研，什么身份都没关系。我享受钻研的过程。更何况，只要有成绩，早晚会有你的位置。”