Rain科技2月3日消息，甬江实验室任晓兵团队近日在压电材料领域取得了重大突破。
该团队通过原创的“主动工作模式”，成功研发出一种超级压电陶瓷，其核心性能指标——压电系数（d33）高达6850 pC/N，达到了传统商用陶瓷的10至30倍。这一成就标志着我国在压电材料领域，实现了从理论引领到技术集成的历史性跨越。
压电材料作为一种能够实现力与电信号相互转换的关键功能材料，在各类精密设备中扮演着至关重要的角色。然而，长期以来，压电系数这一关键指标的发展一直停滞不前，成为了制约压电材料性能提升的主要技术瓶颈，对相关产业的发展造成了显著的制约。
早在2009年，任晓兵教授就在国际知名期刊《物理评论快报》上提出了一个重要的理论观点：在压电材料的相图多相交汇处存在一个“三临界点”（热力学奇点）。他预测，在这个奇点处，材料对外场的响应理论上可以趋于无穷大，这为压电材料的性能提升提供了理论上的巨大空间。
然而，这个理论上的“黄金区域”恰好位于材料的居里温度（Tc）附近。居里温度是传统压电材料因热扰动导致性能完全丧失的“死亡温度”。这意味着，传统的实验手段很难稳定地利用这个理论奇点，从而使得这一前沿理论长期面临着无法实现的技术悖论。
为了攻克这一世界性难题，任晓兵团队创新性地提出了“主动工作模式”。他们通过在器件中精密集成微区热管理单元，能够将材料的温度精确稳定在理论奇点附近。同时，他们巧妙地施加一个微小的偏置电场，持续引导材料内部的电偶极子有序排列，从而有效地抵消了高温带来的热扰动影响，使得材料在高温下也能保持优异的压电性能。
基于这种“主动工作模式”而研制出的高性能主动压电器件，能够在室温至350℃的宽温域内，将压电系数稳定保持在6000 pC/N以上。更令人振奋的是，该工作机制在理论上具有巨大的潜力，原则上可以延伸至更为极端的温度环境，为未来在严苛条件下的应用提供了可能。
这项重大的研究成果，不仅突破了压电材料领域长期存在的70年技术僵局，更可能为下一代微型机器人、细胞级超声成像、高保真触觉交互等前沿技术提供关键的材料支撑。这将极大地推动精密传感与驱动技术的发展，并有望催生一系列颠覆性的创新应用，为我国在高科技领域的发展注入新的活力。
