聚偏氟乙烯〔Polyvinylidene Fluoride，簡(jiǎn)稱PVDF〕是一種具有優(yōu)秀壓電性能材料，其特殊分子結(jié)構(gòu)、物理特性使其于傳感器、換能器還有能量收集行業(yè)得到大量用途。PVDF壓電效應(yīng)引發(fā)源于其極性晶體結(jié)構(gòu)及電偶極矩變化。
PVDF分子由碳、氫、氟三種原子組成，其主鏈為全氟化結(jié)構(gòu)，側(cè)鏈帶有極性基團(tuán)。于未極化狀態(tài)下，PVDF屬于α晶型，分子排列無(wú)序，整體出現(xiàn)非極性。然而，于高溫下拉伸或施加電場(chǎng)后，PVDF會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)棣戮停藭r(shí)分子鏈沿某一方向取向排列，形成有序電偶極矩。這種有序排列使得PVDF含了壓電效應(yīng)基礎(chǔ)條件——當(dāng)外界機(jī)械應(yīng)力作用于PVDF時(shí)，分子間相對(duì)位移會(huì)導(dǎo)致電偶極矩有變化，從而于外電路中引發(fā)電壓；反之，當(dāng)外加電場(chǎng)時(shí)，PVDF也會(huì)有形變，這就是逆壓電效應(yīng)。
PVDF壓電特性還和其柔性有關(guān)，它能夠于較大變形范圍內(nèi)保持穩(wěn)固壓電輸出，這使得它非常適合用于可穿戴設(shè)備、聲學(xué)器件要高靈敏度和柔性場(chǎng)景。另外，PVDF材料還具有優(yōu)良化學(xué)穩(wěn)固性、耐高低溫性、生物相容性，進(jìn)一步拓寬了其用途行業(yè)。PVDF憑借其特殊壓電性能，成為現(xiàn)代智能材料研究中很大組成部分。
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