中大新聞網(wǎng)訊(通訊員姚松佑)近日，中山大學物理學院、廣東省磁電物性分析與器件重點實驗室張瀟悅副教授課題組提出了一種電控光熱力顯微鏡技術（Electrically Modulated Photothermal Force Microscopy, ePTFM)，其在納米尺度上實現(xiàn)了極性演化過程中有機極性基團和極性鍵取向、構象的特異性表征，可有效研究電驅動下極化與化學結構演變的耦合關系。相關研究成果發(fā)表于《自然·通訊》。
具有壓電/鐵電性的極性聚合物因其獨特的力、電特性，在能量收集、傳感、驅動及柔性電子等前沿領域展現(xiàn)出巨大潛力與應用價值。然而，這類材料的核心力學行為與電學響應與其內在的化學結構，特別是極性基團和極性鍵的空間排布與有序度，存在著深刻的耦合關系。這種力-電-化多場耦合機制，一方面極大地拓展了材料性能的可設計性與調控維度，為創(chuàng)造新一代智能材料提供了豐富可能；另一方面，也構成了研究中的核心難點。要真正理解并精準調控極性聚合物性能，亟需在納米甚至分子尺度上同步解析極性微區(qū)結構與特定化學鍵/基團構象的動態(tài)關聯(lián)。
針對上述挑戰(zhàn)，研究人員通過結合原位電學調制、線偏振紅外激勵和原子力探針測量，成功實現(xiàn)了納米尺度上極性與特定化學鍵/基團構象的關聯(lián)分析。運用該方法，本工作分別研究了edge-on和face-on型P(VDF-TrFE)極化翻轉的結構機理。相信ePTFM 技術將為有機極性材料的力-電-化多場耦合研究提供新的視角，對于深入理解并精準調控極性聚合物性能具有重要價值。
該工作由中山大學獨立完成，物理學院、廣東省磁電物性分析與器件重點實驗室張瀟悅副教授與鄭躍教授為論文通訊作者，博士研究生姚松佑為論文第一作者。研究工作得到了國家自然科學基金、廣東省磁電物性分析與器件重點實驗室、廣東省磁電物性基礎學科研究中心和中山大學分析測試中心的大力支持。
原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-61892-x
