科技日報蘭州5月11日電 （記者頡滿斌 通訊員余若怡）記者11日從蘭州大學獲悉，該?？蒲袌F隊首次實驗證實木材這一天然生物質材料存在可觀的撓曲電效應，拓展了人們對木材功能屬性的認知邊界，為綠色、可持續(xù)柔性電子器件及自驅動傳感器的開發(fā)提供了新的材料體系和技術支撐。相關成果發(fā)表在國際權威期刊《自然·通訊》上。
撓曲電效應是指材料在非均勻變形（如彎曲）時，因應變梯度導致正負電荷中心分離而產(chǎn)生電極化的現(xiàn)象，理論上廣泛存在于各類固體材料中。然而，在木材等宏觀天然生物質材料中直接探測這一效應并不容易。
此次，研究團隊以天然木材為對象，通過脫木質素與壓縮重構策略構筑結構木材料，顯著增強彎曲變形過程中的應變梯度，結合系統(tǒng)電學測試與對照實驗，驗證了結構木的本征撓曲電響應。
研究表明，結構木的撓曲電系數(shù)與鈦酸鍶、鈮酸鈉等典型介電陶瓷相當，優(yōu)于氧化鋅、二氧化鈦、聚偏二氟乙烯等常見半導體及聚合物體系，顯示出天然生物質材料通過結構工程實現(xiàn)高性能機電功能化的可行性。
基于結構木優(yōu)異的撓曲電性能，團隊進一步構建了木基自驅動柔性傳感器。該器件無需外部電源，可將人體運動產(chǎn)生的微小形變轉化為可檢測的電信號，實現(xiàn)對手指、手腕關節(jié)運動及肌肉收縮等細微動作的實時感知，在可穿戴電子、健康監(jiān)測、人機交互等領域具有潛在應用前景。
（責任編輯：蔡文斌）
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