13日，記者從東南大學(xué)獲悉，該校熊仁根團(tuán)隊(duì)、游雨蒙課題組成功制備出無金屬鈣鈦礦型鐵電體。該項(xiàng)研究結(jié)果以“Metal-FreeThree-DimensionalPerovskiteFerroelectrics(無金屬三維鈣鈦礦鐵電體)”為題，于美國東部時(shí)間2018年7月13日被世界頂級學(xué)術(shù)期刊“Science(科學(xué))”雜志在線發(fā)表，標(biāo)志著中國在分子材料領(lǐng)域又一次走在了世界前列。

該類新型材料的手性受到學(xué)界關(guān)注。

據(jù)江蘇省“分子鐵電科學(xué)與應(yīng)用”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室?guī)ь^人熊仁根教授介紹，鈣鈦礦材料的用途十分廣泛，上至航天飛機(jī)下至常見的打火機(jī)，都會使用到。“目前常見的鈣鈦礦材料主要有兩種，無機(jī)鈣鈦礦和有機(jī)-無機(jī)雜化型鈣鈦礦。這兩類鈣鈦礦材料均帶有金屬元素，不僅加大了加工、制備的困難。此外，所含的某些金屬元素(比如鉛)有一定毒性，更是會造成嚴(yán)重的環(huán)境問題，也無法完全適應(yīng)人體環(huán)境。”

“因此，多年來人們一直在尋找鈣鈦礦家族中的第三類――全有機(jī)鈣鈦礦材料，其中包括了無金屬鈣鈦礦型鐵電體：當(dāng)材料中所有的金屬陽離子都被分子所代替后，其特質(zhì)會更適應(yīng)目前對材料的薄膜、柔性、生物兼容等方面的要求。”熊仁根教授告訴記者，其實(shí)早在2002年，“Science(科學(xué))”雜志就預(yù)言過無金屬鈣鈦礦材料的種種新奇特性。

據(jù)了解，此次的重大科研進(jìn)展，就是熊仁根教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)近二十年的刻苦攻堅(jiān)，利用帶電分子集團(tuán)取代無機(jī)離子，成功地制備出了一大類共計(jì)23種全有機(jī)新型鈣鈦礦材料。

這類柔軟度非常高的合成材料將為電子產(chǎn)品帶來巨大變革。

“這其中，共有17種材料顯示出了良好的鐵電性、極化強(qiáng)度和相變溫度，具有極高的應(yīng)用潛力。”熊仁根教授介紹。

課題組游雨蒙教授告訴記者，更值得一提的是，團(tuán)隊(duì)合成了4種材料的左手對映體、右手對映體及外消旋化合物，并分別證明了它們的鐵電性。

“十多年前，‘Science(科學(xué))’雜志就明確提出了利用手性分子組裝具有手性對映體的無金屬鈣鈦礦材料。”游雨蒙教授解釋，所謂的手性，是指一個(gè)物體不能與其鏡像相重合。“比如我們的雙手，左手與互成鏡像的右手不重合。手性是宇宙間的普遍特征。”

所以，此次合成的、同時(shí)具有鐵電性和手性的化合物，是極為罕見的。

“結(jié)合全有機(jī)鈣鈦礦材料多變的結(jié)構(gòu)和組分、獨(dú)特的鐵電性質(zhì)以及手性對映體對于光的不同處理，預(yù)計(jì)這類合成材料未來將在數(shù)據(jù)存儲、邏輯運(yùn)算、光量子通信、光學(xué)雷達(dá)、能源轉(zhuǎn)換等應(yīng)用中嶄露頭角。”課題組游雨蒙教授向記者，從實(shí)際使用來說，這種材料可為人類帶來更薄、更小、更為柔軟可彎折的電子產(chǎn)品；并可適應(yīng)人體環(huán)境，制作出更舒適有效的醫(yī)療植入器械。

據(jù)悉，這一論文是江蘇省“分子鐵電科學(xué)與應(yīng)用”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(前身為東南大學(xué)有序物質(zhì)科學(xué)研究中心)的一項(xiàng)重要成果。本文的第一作者葉恒云(現(xiàn)單位為江西理工大學(xué)，共同第一作者)、湯淵源博士(共同第一作者)、李鵬飛博士(共同第一作者)以及合作者高繼興博士、花秀妮博士、石萍萍老師、游雨蒙教授(共同通訊作者)、熊仁根教授(共同通訊作者)等均來自該實(shí)驗(yàn)室。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的前身為熊仁根教授2006年組建的東南大學(xué)有序物質(zhì)科學(xué)研究中心，該重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室也是東南大學(xué)“生物電子學(xué)”國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的組成部分。