Case Western Reserve University 的研究團隊近日於《Science》期刊及 EurekAlert 發表重大進展,開發出一種不含氟的環保型「電子塑膠」,專為可穿戴裝置與感測器所用,兼具柔性、導電性與環境友善特性。
現行主流的鐵電高分子塑膠如 PVDF(聚偏二氟乙烯)雖具備良好電性能,但含有氟元素,屬於環境長期殘留的「永不降解化學品」,對生態與健康造成潛在威脅。此次團隊成功研發出 無氟鐵電高分子,大幅降低環境風險。
傳統鐵電材料依賴結晶構造來固定極性,但新材料透過特殊分子設計,在無需結晶情況下即可實現 開關式極化,讓材料擁有可調鐵電性能。由於為高分子基底,材料柔韌、輕薄,非常適合貼附於皮膚或彎曲於可穿戴裝置上,舒適度與耐用性兼顧。
在應用上,適用於紅外線感測、超音波診斷、AR/VR 顯示眼鏡等,未來還有望用於自動能量儲存或智慧傳感?。
這項研究由高分子科學系的 Lei Zhu 教授領導,與賓州州立大學、範德堡大學、布魯克海文國家實驗室等多個機構共同完成。該材料目前已獲 專利申請中,並持續進行小量製備與特性測試。