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顶刊收割机 · 公众号 · · 2024-12-04 08:18

正文

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研究背景

有机-无机杂化分子铁电材料是一类新兴的材料，因其在能量采集、自供电机械传感、信息安全等领域的广泛应用而备受关注。这些材料将有机阳离子的优点与无机阴离子框架的优势特性结合，在分子层面实现多功能性。与传统的压电陶瓷材料（如钛酸铅（PZT）和钛酸钡（BTO））相比，有机-无机杂化分子铁电材料具有室温低成本合成、结构可调和生物相容性等独特优势。然而，这些材料在实际应用中也面临着固有的脆性和较差的延展性等问题，这严重制约了其在柔性电子器件中的应用。

成果简介

为了解决这一问题， 东南大学吴俊教授以及游雨蒙教授等人 合作在《Science Advances》上发表题为“Flexible mechano-optical dual-responsive perovskite molecular ferroelectric composites for advanced anticounterfeiting and encryption”的最新论文。该团队设计并制备了一种柔性机械-光学双响应的分子铁电复合材料，将三甲基氯甲基铵（TMCM）–MnCl3掺入苯乙烯-乙烯-苯乙烯（SEBS）基体中，成功实现了在保持优异压电性和光致发光特性的同时，显著提高了材料的可拉伸机械性能。该复合材料的拉伸应变超过1300%，厚度仅为30μm，展示了极佳的柔性和耐用性。

该研究利用复合材料的光学和力学响应特点，设计了视觉-触觉融合的防伪和加密应用。基于图案识别和压电响应，开发了防伪和防篡改标签，用于判断贵重物品是否为真品或是否被篡改。此外，研究人员还设计了三层加密的高安全性密码键盘，相比传统密码设备，该键盘提供了524,288倍更多的密码组合，并具有更强的防破解能力。通过这些创新，研究者成功地提高了多功能材料的性能，并为未来智能人机交互、信息安全和先进机器人技术的应用提供了新的思路和解决方案。