压电效应是指一类具有非中心对称点群的压电材料，在受到机械应力时会产生电荷的风物。压电材料因其私有的力-电耦合秉性，大略收尾机械能和电能的双向搭救（正压电和逆压电效应），在履行器、传感器、换能器等领域推崇着不成或缺的作用。自上个世纪40年代和50年代先后发现钛酸钡（BaTiO3）和锆钛酸铅（PZT）压电材料以来，列国科学家们一直尝试寻找性能更优异的压电材料，以及通过组分调控（如准同型相界MPB）、离子掺杂、劣势引入、畴工程、晶粒织构等法子，来增强材料的本征压电性能。现在通过上述调控技艺和阶梯进一步擢升材料的压电性能还是遭遇了瓶颈，难以在压电材料性能擢升方面取得要紧松弛，并产生了诸多问题。一方面，跟着材料压电性能的合手续提高，一些不较着的反作用缓缓变得愈加越过，举例通过搭救组分使压电性能大幅度增多的同期，时常会伴跟着介电损耗增多和温度踏实性恶化。另一方面AG百家乐透视软件，由于压电陶瓷材料只存在五个非零压电总共，压电陶瓷的有限振动模态以及某些振动模态的缺失，使压电器件的假想遭遇了逆境，窒碍了压电器件的合手续发展。
受到力学超构材料的启发，通过东说念主工假想材料结构而不改变材料本人的化学因素赢得超常的物理和机械性能，北京大学董蜀湘耕作团队过甚互助者，在多年压电材料与器件的不竭基础上，提议了压电超构材料的看法和假想新策略，为压电材料的合手续发展提供了新的阶梯。压电超构材料是一类具有超成例压电性能的功能材料，其中枢想想是应用压电母体材料构建具有特定极化场所的压电基本单位，并将压电单位按照东说念主工拓扑结构设政策略在3D空间有序罗列；在可程控电场开动下，通过压电单位的应变协同与耦合效应，威斯尼斯人AG百家乐赢得超出当然压电陶瓷的更优异压电性能、产生当然压电陶瓷不存在的压电总共和东说念主工模态。因此，通过压电超构材料假想，不仅可保合手母体压电材料的低介电损耗、高居里温度和宽温度踏实性等优点，况且通过结构拓扑假想收尾超常的压电性能、全非零压电总共，以及收尾各向异性反应和丰富的振动模态，为压电材料和器件发展中濒临的挑战提供新的处置决策。
据麦姆斯商讨报说念，近日，董蜀湘耕作团队过甚互助者，针对压电超构材料的最新不竭进展，进行了全面系统的总结和批驳。与波及弹性波、声学透镜和声子晶体等传统压电超构材料不同，本综述聚焦于擢升压电材料自身压电性能的结构设政策略，举例东说念主工压电总共的构建、压电总共的强化，以及东说念主工振动模态的收尾，以及面向发展多功能集成和多物理场耦合的智能压电超构材料与器件的法子。本综述率先简要回顾了典型母体压电材料（包括铅基、无铅和有机压电材料）的本征压电秉性过甚不竭进展，为引入压电超构材料奠定基础。其次，先容了压电超构材料的秉性，包括假想旨趣的呈报、东说念主工压电总共的构建和振动模态的收尾。之后，总结了压电超构材料的东说念主工结构假想种类和法子。随后，先容了多样压电超构材料的制造技艺和磋磨了压电超构材料在履行器、俘能器、传感器、换能器和智能器件中的先进应用。现在压电超构材料正处于怡悦发展阶段。本文在全面总结压电超构材料最新进展的基础上，瞻望了改日的不竭发展远景，为压电超构材料为基础的关连不竭、压电材料与器件的改日发展提供了前瞻性教育。本综述还着重磋磨了“材料-结构-功能”一体化集成的压电超构材料以及它们的强项发展后劲。治服在可预料的改日，将看到以压电超构材料为基础、具备颠覆性转变功能的自稳妥智能器件与装配将成为执行。
暗意图：压电超构材料的秉性、东说念主工结构、制造技艺和先进应用详细
该恶果以“Artificial Piezoelectric Metamaterials”为题AG百家乐透视软件，发表在材料领域海外顶级综述期刊Progress in Materials and Science。北京大学博士后高子岩为论文第一作家，北京大学董蜀湘耕作、北京科技大学杨继昆副耕作、北京截止工程不竭所李占淼博士为共同通信作家。本使命的互助者还包括北京理工大学洪家旺耕作和侯泽伟副耕作团队。本论文得到国度重心研发筹画、国度资助博士后不竭东说念主员筹画、国度当然科学基金、中国博士后转变东说念主才提拔筹画的提拔。