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分子铁电体中发现低场驱动的巨大电卡效应 | 进展

中科院物理所  · 公众号  · 物理  · 2025-06-19 17:41
    

主要观点总结

本文介绍了电卡制冷技术作为替代蒸汽压缩制冷的重要颠覆性前瞻技术,并详述了电卡材料的关键特点。文章重点介绍了一种新型的电卡材料TMCM-CdCl3,该材料结合了有机聚合物的大电卡熵变和无机陶瓷的小驱动场,实现了小电场驱动的巨大电卡熵变。这一成果展示了基于有机无机杂化策略的分子铁电体在电卡领域的巨大潜力,为设计理想电卡材料提供了新的思路。

关键观点总结

关键观点1: 电卡制冷技术被视为替代蒸汽压缩制冷的重要技术之一。

电卡制冷技术具有高能效比、低温室效应潜能、易于小型化/轻量化等优点。

关键观点2: 理想的电卡材料应具备小驱动电场和大电卡熵变的特点。

然而,长期关注的有机PVDF基聚合物和无机陶瓷均无法兼具这两个特点。

关键观点3: 新型电卡材料TMCM-CdCl3的成功研发。

该材料成功结合了有机聚合物的大电卡熵变和无机陶瓷的小驱动场,实现了小电场驱动的巨大电卡熵变。

关键观点4: TMCM-CdCl3的晶体结构和相变机制的研究。

研究团队通过单晶X射线衍射和拉曼光谱确定了其晶体结构,并揭示了相变过程中的有机离子TMCM + 有序-无序变化和无机框架晶格结构的改变是巨大电卡熵变的来源。

关键观点5: 该研究成果的意义和影响。

本工作展示了基于有机无机杂化策略的分子铁电体在电卡领域的巨大潜力,为设计理想电卡材料提供了新的思路,并得到科技部和国家自然科学基金等项目的支持。


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