四院院士，最新Nature，中国青年学者一作！
2024-10-11
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10月9日，美国西北大学四院院士Samuel I. Stupp教授课题组报告了一种新铁电材料，它是由仅含六个VDF重复单元的水溶性分子与四肽共价共轭形成的，具有组装成蛋白质中无处不在的β片状结构的倾向。这导致了带状铁电超分子组装体的发现，这种组装体在热力学上是稳定的，其长轴既平行于β片的氢键方向，也平行于VDF六聚体的双稳态极轴。与常用的铁电共聚物相比，尽管肽的含量为49wt%，但由于超分子动力学的作用，生物分子组装体的矫顽力场低了两个数量级，残余极化的程度也相差无几。此外，组装体的居里温度比含有类似数量VDF的共聚物高出约40°C。这种超分子系统是利用受生物启发的策略创建的，它在可持续性方面很有吸引力，并可能为软铁电带来新的功能。相关研究成果以题为“Peptide programming of supramolecular vinylidene fluoride ferroelectric phases”发表在最新一期《Nature》上。Yang yang为本文第一作者。
本文凸显了超分子铁电材料的设计和功能化方面的重大进步。通过将肽片段整合到OVDF-PA中，该研究表明，与传统聚合物系统相比，可以制造出具有优异铁电性能的材料。肽序列的精心设计产生了明确的晶体结构域，促进低场下有效的铁电开关。这些发现对下一代铁电材料的开发具有深远的影响，特别是在需要低功耗、高度可调铁电响应的领域，例如存储设备或传感器。该研究还为使用肽来指导其他电活性材料中的分子排序开辟了新途径。
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