江苏
8月8日，国际顶级学术期刊Science发表了北京航空航天大学化学学院和仿生界面材料科学全国重点实验室刘明杰教授、李景教授团队与材料科学与工程学院赵立东教授团队在柔性磁电材料领域的最新研究进展Strain-coupled, crystalline polymer-inorganic interfaces for efficient magnetoelectric sensing。论文第一作者为博士生何彬彬，通讯作者为刘明杰教授、赵立东教授和李景教授，第一单位为北京航空航天大学。
论文链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adt2741
该研究通过界面共晶策略成功制备了一种高性能聚合物-无机纳米复合薄膜，为柔性磁电材料的设计与应用开辟了新路径。研究团队通过对铁磁性二硒化钒（VSe₂）单层表面进行重氮化修饰，从而在铁磁性纳米片与铁电性高分子聚偏二氟乙烯（PVDF）之间构建了亚分子级平整的界面结构。值得关注的是，该器件实现了与热电器件的交叉集成，所制备的集成器件展现出长时稳定的信号输出特性，为小型化、多功能化可穿戴设备的创新发展提供了全新设计策略。
随着电子设备向柔性化、可穿戴化与智能化加速演进，兼具磁性与电性耦合特性的磁电材料，凭借“磁-电”双向转换的独特优势，成为研究焦点。此外，磁电材料也在信息存储、能量收集等领域展现出巨大应用价值。
相较于传统霍尔传感与磁阻传感，磁电传感通过电场与磁场的协同调控，具备更低的功耗与成本优势。然而，单相磁电材料受限于电子轨道填充的互斥效应，磁电耦合系数普遍较低。尽管科学家已通过材料设计、界面工程等手段着力提升磁电耦合性能，但现有材料多为刚性无机体系，难以满足柔性可穿戴需求。若以铁电高分子（如PVDF）为基质，虽可提升柔性，却面临动态机械作用下聚合物链段运动引发内摩擦、能量耗散严重等问题，制备强磁电耦合的柔性复合材料仍是一项重大挑战。
针对这一难题，研究人员通过界面共晶策略制备了一种具有超强磁电耦合性能的柔性聚合物-无机复合薄膜，该复合薄膜展现出优异的柔韧性、机械性能和磁电性能。此外，实验进一步验证了该薄膜在可穿戴磁电传感器领域的应用潜力，其超快响应特性、稳定的磁电输出、与热电器件的集成设计，为小型化、多功能集成化可穿戴电子设备的开发提供了创新性解决方案，有望推动智能医疗监测、人机交互等领域的器件革新。
该工作得到中国科学院江雷院士的指导。该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、腾讯科学探索奖等项目的资助。
编辑、审核：大可
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