新型柔性热释电复合材料 赋能智能传感仪器创新发展

柔性电子、自供能系统与智能传感技术的快速迭代，正推动仪器设备向小型化、柔性化、自驱动化加速转型，而环境中低品位热能的高效利用，正是这场转型中亟待突破的关键难题。热释电材料作为连接温度波动与电信号的核心载体，其性能优劣直接决定了热传感、能量收集类仪器的精度上限与应用范围。近日，东南大学科研团队在该领域实现重大技术突破，相关成果发表于国际知名学术期刊《Advanced Functional Materials》（《先进功能材料》），为下一代智能传感仪器研发开辟了全新技术路径。

该研究由东南大学智能材料研究院院长、首席科学家、智能科学与工程学院李全团队牵头，浙江师范大学博士陆海峰参与协作，论文通讯作者为东南大学李全、汤玉琪博士及浙江师范大学陆海峰博士。团队以“Light-Driven Liquid Crystal Elastomer Composites With Enhanced Pyroelectrics for High-Performance Energy Harvesting and Sensing（光驱动液晶弹性体复合材料通过增强热释电效应实现高性能能量收集与传感）”为题，全面解析了新型柔性热释电复合材料的研发逻辑、核心性能及落地潜力。

传统热释电材料长期受困于一个核心矛盾：难以同时兼顾柔性、输出性能与能量转换效率——柔性不足则无法适配便携式、可穿戴仪器，输出性能偏低又难以满足高精度监测需求，这一短板严重制约了其在智能检测、工业监测等领域的规模化落地。为破解这一困境，李全团队历经多轮试验优化，创新将光热响应优异、可实现大尺度可逆形变的液晶弹性体（LCE）与极性超分子晶体复合，成功研发出MCBF/LCE柔性复合材料体系。

这一复合材料体系的核心竞争力，源于其独特的作用机制：在近红外光照环境下，液晶弹性体（LCE）会发生收缩并产生机械应力，该应力可高效传导至热释电组分，进而显著放大“二次热释电效应”，最终实现电信号输出的跨越式提升。实测数据印证了其优异性能：MCBF/LCE复合材料的热释电系数高达-8.15 nC·cm⁻²·K⁻¹，输出电压与电流分别达到-14.6 V和48.9 nA，不仅远超传统热释电材料，更具备出色的循环稳定性，可充分适配仪器长期在线运行的实际需求。

放到仪器设备应用场景中，这款新型复合材料的实用价值尤为突出。它可直接驱动LED发光，为自供能传感节点、无源检测仪器提供稳定能源支撑；同时，依托其卓越的热传感性能，可搭建实时温度监测系统，精准实现CPU等电子器件的过热预警，在工业设备热管理、芯片检测、柔性可穿戴测温等多个领域，都展现出广阔的应用空间。

据悉，该研究得到江苏省双创团队计划、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金及中国博士后科学基金等多个项目的联合资助，为研究的持续推进提供了坚实的资金与资源保障。这一成果的落地，不仅填补了柔性高输出热释电敏感材料的技术空白，更将为热传感仪器、能量收集设备的柔性化、集成化升级注入动力，对高端分析仪器、工业在线监测等产业的高质量发展形成有力支撑。