聚偏氟乙烯(PVDF)以其性能,在新興領域大放異彩,成為推動行業(yè)變革的關鍵材料。

在新能源汽車領域,PVDF是“幕后功臣”。在燃料電池組件里,它用于制造質子交換膜、雙極板等。其化學穩(wěn)定性超絕,能輕松抵御燃料電池工作時產生的酸性或堿性介質腐蝕,還能適應電池工作中的溫度變化。像在質子交換膜中,PVDF良好的離子傳導性,能大幅提升燃料電池性能,助力新能源汽車跑得更遠、更穩(wěn)。同時,在鋰離子電池里,PVDF作為常用粘結劑,將活性物質牢牢“粘”在集流體上,保障電極結構穩(wěn)定,提升電池充放電性能與循環(huán)壽命,讓電動汽車充電更快、續(xù)航更。
在前沿,PVDF同樣大顯身手。科學家將其與肽結合,創(chuàng)造出新型電活性材料。這種材料不僅能存儲能量、記錄信息,還具有生物相容性。未來,它有望催生可自動充電的可穿戴設備,像智能手環(huán),能更監(jiān)測指標;還能用于制造比傳統起搏器更柔軟的植入物,地與身體融合,輔助心臟。此外,PVDF的壓電和熱釋電性能,使其可用于制造壓力傳感器、加速度傳感器、溫度傳感器等傳感器,為診斷與提供關鍵數據。
智能可穿戴設備領域,PVDF也是“潛力股”。靜電紡PVDF納米纖維膜有高孔隙率、大表面積、良好電解質吸收率和離子電導率等優(yōu)勢,還有不錯的電絕緣性、化學穩(wěn)定性和電化學穩(wěn)定性,在可穿戴產品的鋰離子電池隔膜方面應用潛力。而且,PVDF制成的傳感器靈敏度高,能固定在人體皮膚不同位置,檢測靜態(tài)和動態(tài)壓力變化,監(jiān)測呼吸溫度波動、聲音振動等,為可穿戴設備賦予更多實用功能。
聲學設備方面,PVDF帶來新突破。研究團隊設計的類似螺旋蹦床結構的壓電聲學設備(ST-PiezoAD),由聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物和鈦酸鋇納米顆粒(PVDF-TrFE/BTONP)的納米復合材料制成。在聲音刺激下,納米纖維像彈簧振動,將聲波轉化為電信號,再結合機器學習構建人工“聽覺皮層”模型,能夠識別聲音方向,讓聲學設備“聽力”更敏銳。
光—電操控領域,PVDF發(fā)揮重要作用。新型光—電鑷的光—電轉換器,包含自主研發(fā)的聚偏氟乙烯—三氟乙烯高分子薄膜和潤滑層。該薄膜具有光熱釋電(光—電)性能,摻雜鎵—銦液態(tài)金屬顆粒后,在光照下能產生表面電勢,實現對不同材質、相態(tài)、形狀物體的非接觸、普適性、程序化操控,在微觀操作等領域有廣闊應用前景。
從新能源到,再到智能設備等領域,PVDF正憑借自身特性,為新興產業(yè)發(fā)展注入強大動力,持續(xù)拓展應用邊界,行業(yè)走向新高度。