科學家找到制造鐵電尼龍薄膜的簡單解決方案

薩利姆·安瓦爾（Saleem Anwar）和德國美因茲馬克斯·普朗克聚合物研究所的合作者已經開發出一種有效的制造鐵電尼龍的方法。該技術支持使用商業材料廉價地生產鐵電尼龍薄膜。這樣的膜具有廣泛的潛在應用，包括機器人技術，生物醫學設備和能量收集。眾所周知，尼龍是用于服裝的合成材料，但是某些類型的尼龍具有更復雜的應用。尼龍由通過酰胺連接的重復脂肪族單元組成。脂肪族化合物是由碳和氫原子形成的開鏈材料，例如甲烷和乙烯。自發極化尼龍的重復脂肪族單元賦予其特殊的性能。

當數量為奇數時，尼龍是自發極化的鐵電體。因此，該尼龍可用于制造電容器。憑借其機械性能和鐵電性能，奇數尼龍是多種應用的理想選擇。研究小組表示：“構建光滑，光學透明，無針孔的奇數尼龍薄膜是一種挑戰，該薄膜會在鐵電相中結晶?！痹搱F隊將解決方案描述為可以在室溫下執行的低成本技術。尼龍不溶于大多數普通溶劑，因此處理尼龍溶液的第一步是找到合適的溶劑。 Anwar及其同事發現，三氟乙酸（TFA）和丙酮的混合物具有正確的性能，可用于少量奇數尼龍薄膜的溶液處理。理想的晶相尼龍可以在不同的晶相中凝固，鐵電僅在這些可能的相之一中發生。

這是非晶氫鍵鏈結構使化合物極化的階段。在此研究之前，奇數尼龍的鐵電相是通過在室溫下固溶處理生成的。通過將溶液旋涂在玻璃基板上制成尼龍膜。然后將樣品在高真空中溶液淬滅，這將凍結組分停留在短效相中并除去殘留的溶劑。作者比較了鐵電尼龍11電容器的性能。由常規鐵電聚合物制成的電容器。該測試著重于電容器在承受連續應力循環時保持極化的能力。在一百萬次應力循環中，尼龍11電容器的性能優于傳統電容器。