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尚红星等褶皱薄膜中挠曲电研究工作在International Journal of Mechanical Science上发表
发布者: 梁旭 | 2023-01-09 | 2190

-基系统表面失稳引起的褶皱变形能够在薄膜内部引入大面积且可连续调节的挠曲电极化响应。然而,褶皱变形与挠曲电效应之间的相互作用机理仍不明确,针对该问题,开展了褶皱薄膜中的挠曲电效应研究。首先,采用理论分析和数值计算的方法,分析了挠曲电效应对褶皱波长、幅值和临界应变的影响,进而发现随着薄膜厚度的降低,挠曲电效应能够有效提高膜—基系统柔性和机电转换效率。另外,通过理论建模和数值求解二维褶皱薄膜力电耦合模型,得到了不同应变状态下的复杂褶皱形貌中挠曲电极化畴图案,发现在单轴压缩状态下,褶皱诱导的挠曲电极化呈现“条纹”畴结构,在双轴临界屈曲应变附近产生具有“半子”拓扑结构的极化畴,随着双轴压缩应变持续增大,挠曲电极化畴结构会逐渐演化成复杂的“迷宫”结构。褶皱变形诱导的挠曲电效应为调控材料极性和制备特殊极化畴结构提供了一种有效的力学手段,同时为未来开发基于褶皱挠曲电效应的柔性电子器件提供了新的思路。