铁电体作为一类多功能材料，兼具压电性、高介电常数、自发极化以及热释电等特性，广泛应用于电驱动、信息存储和超声换能等领域。近年来，可穿戴柔性电子器件的迅猛发展，对电子材料的柔性与弹性提出了更高要求。因此，推动铁电材料的弹性化，已成为柔性电子技术发展的关键环节之一。

中国科学院宁波材料技术与工程研究所前沿交叉科学研究中心胡本林研究员等长期致力于弹性铁电体的研发。前期，研究人员提出了一种铁电材料的本征弹性化策略（Science 2023, 381, 540），通过精准调控交联密度的“微交联”策略，在实现弹性化的同时，有效减少了结构调整对结晶性能的不利影响，开创性地在同一材料中同时实现了高弹性与铁电性。后续，针对弹性铁电聚合物聚偏二氟乙烯-三氟乙烯P(VDF-TrFE)存在交联温度过高和居里转变温度偏低等问题，研究人员通过引入高活性卡宾中间体，并合成高VDF含量、带双键结构的铁电聚合物，有效协同提升了交联活性和居里转变温度，成功制备了高居里温度（85 ℃）和低交联温度（150 ℃）的弹性铁电聚合物（J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 5614）。尽管该材料在性能上取得一定突破，但其剩余极化强度仍有限，将会影响后续的实际应用。

为了进一步提高弹性铁电聚合物的剩余极化强度以及居里转变温度，研究人员结合分子结构设计与工艺流程创新，得到了一种高性能弹性铁电材料。在分子设计方面，研究人员采用“一步法碱处理”，在商品化P(VDF-TrFE)共聚物中引入不饱和双键（DB），得到新型聚合物P(VDF-TrFE-DB)。该材料的居里转变温度高达136 ℃，接近原料P(VDF-TrFE) 80/20 mol%的水平，同时具有良好的拉伸塑性（断裂伸长率约250%）。在热处理工艺方面，为了进一步降低交联剂用量，研究人员发展了“两步法热加工工艺”，首先通过低温交联（LT，100 ℃）处理，在P(VDF-TrFE-DB)居里转变温度以下利用卡宾中间体与双键反应，在材料非晶区构建交联网络，赋予材料高弹性；随后通过高温退火（HT，140 ℃）处理，促进铁电晶畴的有序生长，增强极化强度与热稳定性。最终得到的弹性铁电聚合物，在交联密度1.5%条件下表现出较佳的综合性能：断裂伸长率接近400%以上，在50%应变下弹性回复率超过80%，居里转变温度达140 ℃，剩余极化强度达7.63 μC cm⁻²，接近商用P(VDF-TrFE)（8.82 μC cm⁻²），是目前已报道弹性铁电聚合物的最高纪录。

相关成果以“High-performance elastic ferroelectrics via low temperature carbene crosslinking and high temperature annealing”为题发表于Chemical Science期刊（DOI: 10.1039/d5sc01467k），并入选“2025 Chemical Science 热点文章合集”。王林萍助理研究员为论文第一作者，胡本林研究员为通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划（2024YFB3814103）、宁波市自然科学基金（2024J107）、国家自然科学基金（22475226）、浙江省自然科学基金（LR24E030003、LQN25B040003）和湖南省科技创新计划（2022RC3069）等项目的资助。

图1 高性能弹性铁电聚合物设计策略示意图

（前沿交叉科学研究中心 王林萍）