电能和机械能之间的相互转换对于铁电体而言至关重要，以使其能够在换能器、致动器和传感器中得到应用。铁电聚合物表现出巨大的电场感应应变 (>4.0%)，明显超过压电陶瓷和晶体的驱动应变 (≤1.7%)。然而，它们的归一化弹性能量密度仍然比压电陶瓷和晶体小几个数量级，严重限制了它们在软致动器中的实际应用。

近日，华中科技大学Yang Liu，宾夕法尼亚州立大学Qing Wang报道了在渗透铁电聚合物纳米复合材料中使用电热诱导的铁电相变，以在电场驱动的驱动材料中实现高应变性能。

文章要点

1）研究人员展示了复合材料在 40 MV m⁻¹ 电场下超过 8% 的应变和 11.3J cm⁻³ 的输出机械能密度，优于基准弛豫单晶铁电体。这种方法克服了传统压电聚合物复合材料中机械模量和电应变之间的权衡，为高性能铁电致动器开辟了一条道路。

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Liu, Y., Zhou, Y., Qin, H. et al. Electro-thermal actuation in percolative ferroelectric polymer nanocomposites. Nat. Mater. (2023).

DOI：10.1038/s41563-023-01564-7

https://doi.org/10.1038/s41563-023-01564-7