据微信公号“科技日报”（ID◈ღ◈：kjrbwx）7月14日报道◈ღ◈，做B超再也不需要涂上厚厚一层的蓖麻油◈ღ◈，柔软似皮肤的光电器件◈ღ◈，极其微波的纳米机器人……这些看似充满梦幻的想象◈ღ◈，却因世界首例“无金属钙钛矿型铁电体”材料的问世而变为现实◈ღ◈。

　　7月13日◈ღ◈，东南大学熊仁根团队◈ღ◈、游雨蒙课题组在“分子铁电材料”领域再次取得重要研究进展◈ღ◈，他们相关研究结果以“无金属三维钙钛矿铁电体”为题在世界顶级学术期刊《Science》（科学）杂志在线发表◈ღ◈。

　　了解这项成果之前◈ღ◈，我们先要知道什么是钙钛矿◈ღ◈、铁电体和手性◈ღ◈。否则◈ღ◈，你肯定是一脸懵逼地进来又一脸懵逼地出去◈ღ◈。

　　广义上的钙钛矿是指一类陶瓷氧化物◈ღ◈。钙钛矿材料结构式一般为ABX3◈ღ◈，其中A和B是两种阳离子◈ღ◈，X是阴离子◈ღ◈。这种奇特的晶体结构让它具备了很多独特的理化性质◈ღ◈，比如吸光性吉川綾乃◈ღ◈、电催化性等等◈ღ◈，在化学◈ღ◈、物理领域有不小的应用◈ღ◈。钙钛矿大家族里现已包括了数百种物质◈ღ◈，从导体◈ღ◈、半导体到绝缘体◈ღ◈，范围极为广泛◈ღ◈，其中很多是人工合成的◈ღ◈。钙钛矿如今是光伏电池的新宠◈ღ◈，有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池光电转换效率超过20%◈ღ◈。

　　在大自然中◈ღ◈，常见的钙钛矿材料主要有两种◈ღ◈：无机钙钛矿和有机-无机杂化钙钛矿◈ღ◈。但是◈ღ◈，这两类钙钛矿材料均含有金属元素◈ღ◈，这就加大了其加工◈ღ◈、制备的困难吉川綾乃◈ღ◈，而且加工出来的材料柔韧性较差PG电子平台◈ღ◈，某些金属元素（比如铅）更是会造成严重的环境污染◈ღ◈。

　　铁电体是一种对外界电刺激具有一定“记忆性”的材料◈ღ◈，其实这类材料中并不含有铁◈ღ◈，只是具有铁电性◈ღ◈。而铁电性一词来源于铁磁性◈ღ◈，这里的“铁”与钢铁中的铁完全没有关系◈ღ◈，是指自发磁化或自发极化◈ღ◈。人们发现◈ღ◈，铁电体的电滞回线和磁滞回线相似◈ღ◈，于是就命名为铁电性◈ღ◈。

　　近年来◈ღ◈，铁电体的应用前景愈发看好◈ღ◈，比如铁电存储◈ღ◈，传统的存储介质比如磁盘◈ღ◈、磁卡等吉川綾乃◈ღ◈，如果暴露在强磁场中吉川綾乃PG电子平台◈ღ◈，就会失效PG电子平台◈ღ◈，而铁电存储则没有这个问题◈ღ◈。它还可用于图象显示◈ღ◈，目前已经研制出一些透明铁电陶瓷器件◈ღ◈，如显示器件◈ღ◈、光阀◈ღ◈，全息照相器件等◈ღ◈，就是利用外加电场使铁电畴作一定的取向◈ღ◈。总之◈ღ◈，在光电领域◈ღ◈，铁电体是一类新兴的“潜力股”◈ღ◈。

　　所谓的手性就是指一个物体不能与其镜像相重合◈ღ◈，两者无比相似◈ღ◈，却永远无法重合◈ღ◈，甚至可能有着不一样的性格和认知◈ღ◈。比如我们的双手◈ღ◈，左手与互成镜像的右手不重合PG电子平台◈ღ◈。还有许多自然界存在的化合物分子◈ღ◈，原子组成相同◈ღ◈，两个分子结构从平面上没有什么不同◈ღ◈。但在空间立体结构上稍有变化◈ღ◈，在生理◈ღ◈、药理活性上就有可能天差地别◈ღ◈，甚至是左旋分子能治病◈ღ◈，右旋分子就有可能致命◈ღ◈。

　　手性可谓是大自然设计出的一个高明的“密码开关”◈ღ◈，在自然界的各个方面◈ღ◈，尤其是物理和化学中◈ღ◈，都广泛地存在着许多对称的概念◈ღ◈：带负电的电子与带正电的反电子◈ღ◈，磁场的南极和北极◈ღ◈，以及化学中的分解和化合反应◈ღ◈。就连遥远的河外星系也存在着正旋和逆旋的旋涡结构◈ღ◈。杨振宁先生和李政道先生1957年获得诺贝尔奖的成果◈ღ◈，就与手性相关◈ღ◈。

　　现在我们已经知道◈ღ◈，钙钛矿材料应用非常普遍◈ღ◈，从日常用品打火机到航天飞机等先进设备都需要用到这类材料◈ღ◈。但是这两类钙钛矿材料均带有金属元素◈ღ◈，有着天然的缺陷◈ღ◈。多年来◈ღ◈，人们一直在寻找钙钛矿家族中的第三类——全有机钙钛矿材料◈ღ◈，即无金属钙钛矿吉川綾乃◈ღ◈。

　　“让钙钛矿材料脱掉金属的‘紧箍咒’◈ღ◈，换来的是一种更宝贵的自由◈ღ◈。” 东南大学游雨蒙教授介绍◈ღ◈，当材料中所有的金属阳离子都被分子所代替后◈ღ◈，材料不但会展现出某些“神奇”的性质◈ღ◈，同时其制备加工难度也会大大降低◈ღ◈，更加适应新时期对材料的薄膜◈ღ◈、柔性◈ღ◈、生物兼容等方面的要求◈ღ◈。

　　早在2002年◈ღ◈，国际顶级学术期刊《Science》就曾预言◈ღ◈，无金属钙钛矿材料的种种新奇特性◈ღ◈。其中◈ღ◈，明确提出了利用手性分子组装具有手性对映体的无金属钙钛矿材料◈ღ◈。但是◈ღ◈，世界各国科学家苦苦研究了几十年◈ღ◈，也没能取得突破◈ღ◈。

　　东南大学的科研团队PG电子平台◈ღ◈，巧妙地利用动态的晶体工程及极富创意性的“似球非球”设计理论◈ღ◈，使带电分子集团取代无机离子◈ღ◈，成功地制备出了一大类共计23种全有机新型钙钛矿材料◈ღ◈。其中◈ღ◈，共有17种材料显示出了良好的铁电性◈ღ◈。同时◈ღ◈，与无机钙钛矿铁电体类似◈ღ◈，这类新型无金属钙钛矿铁电体也具有多重极化轴PG电子直营站◈ღ◈，◈ღ◈，由此也带来了巨大的薄膜应用潜力◈ღ◈。

　　更值得一提的是◈ღ◈，团队合成了4种材料的左手对映体◈ღ◈、右手对映体及外消旋化合物◈ღ◈，并分别证明了它们的铁电性吉川綾乃◈ღ◈。在历史上◈ღ◈，像这样左手性◈ღ◈、右手性和无手性的化合物同时具有铁电性的例子从未有过报道◈ღ◈。结合全有机钙钛矿材料多变的结构和组分◈ღ◈、独特的铁电性质以及手性对映体对于光的不同pg电子网址pg电子娱乐平台◈ღ◈，这类材料也将在数据存储◈ღ◈、逻辑运算◈ღ◈、光量子通信◈ღ◈、光学雷达◈ღ◈、能源转换等应用中崭露头角◈ღ◈。

　　这一研究成果被《科学》发表◈ღ◈，不但将十余年前的预言变成了现实◈ღ◈，为钙钛矿这一重要的材料家族增添了新的成员◈ღ◈，同时也为铁电材料的研究带来了新的思路和方向◈ღ◈，更是标志着我国在分子材料领域又一次走在了世界前列◈ღ◈。