Uma equipe de pesquisa liderada pelo pesquisador Li Runwei, do Instituto de Tecnologia e Engenharia de Materiais de Ningbo, da Academia Chinesa de Ciências, propôs um método de "ligeira reticulação" que pode dar aos materiais ferroelétricos a capacidade de recuperação elástica. Este avanço é chamado de “ferroeletricidade elástica” e espera-se que promova o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos vestíveis e cuidados médicos inteligentes. A pesquisa foi publicada recentemente na revista Science.
Os materiais ferroelétricos são úteis em aplicações como armazenamento e processamento de dados, detecção, conversão de energia e optoeletrônica, tornando-os muito populares em telefones celulares, tablets e outros dispositivos eletrônicos usados diariamente. No entanto, os materiais ferroelétricos tradicionais apresentam baixa recuperação elástica após a liberação de tensão, geralmente inferior a 2%, e, portanto, tendem a se tornar quebradiços (cerâmicas ferroelétricas) ou plásticos (polímeros ferroelétricos).
As propriedades ferroelétricas desses materiais são devidas principalmente às suas regiões cristalinas, que carecem de elasticidade intrínseca.
Para resolver o difícil problema da resposta ferroelétrica e da recuperação elástica, os pesquisadores desenvolveram um método preciso de "reticulação leve". Os pesquisadores usaram fluoreto de polivinilideno-trifluoroetileno como material de matriz e óxido de polietileno diamina macio de cadeia longa como agente de reticulação para estabelecer uma estrutura de rede no polímero ferroelétrico linear. Ao controlar com precisão a densidade de reticulação em 1-2%, o filme ferroelétrico reticulado exibe principalmente uma estrutura cristalina de fase β e é uniformemente disperso na rede polimérica reticulada.
Sob a ação do estresse, a estrutura da rede pode ser distribuída uniformemente e suportar forças externas, mitigando assim os danos à região cristalizada. Portanto, estes materiais ferroelétricos recentemente desenvolvidos combinam elasticidade com cristalinidade relativamente alta. Os resultados experimentais também mostram que o filme reticulado pode manter uma resposta ferroelétrica estável e uma recuperação elástica mesmo sob tensões de até 70%.
"Com base em suas pesquisas, Gao Zhiqiang e outros estabeleceram uma nova direção de pesquisa - ferroeletricidade elástica." disse o professor Xiong Rengen, um especialista de renome internacional em materiais ferroelétricos.
Os materiais ferroelétricos elásticos têm excelente resistência à fadiga mecânica e à fadiga ferroelétrica e têm amplas perspectivas de aplicação nas áreas de dispositivos eletrônicos vestíveis e cuidados médicos inteligentes.