Flexoelectricity

摘要

Pradeep Sharma教授将于11月1日(周二)上午9:15 - 10:00在美国机械工程师学会(ASME)哥伦布市IMECE大会上为第七轨道动力学、振动和控制做一次全体演讲，题目是:挠性电和驻极体。摘要和生物可以在https://event.asme.org/IMECE/Program/Track-Plenary-Speakers．讲座由美国机械工程师协会应用力学分部赞助。

亲爱的同事们,
我们邀请您查看我们的新论文“软弹性体中的柔性电和支撑大型柔性电设计和出现的分子机制”的预印本，该论文将出现在PNAS上。在这里，我们提出了一种分子到连续介质尺度的弹性体挠曲电效应理论。该理论揭示了实现巨大挠曲电的机制——这在先前的实验结果中得到了支持;然后利用它设计弹性体1)压电，2)调整挠曲电的方向，3)挠曲电是不变的关于假变形(https://doi.org/10.1073/pnas.2102477118）.

摘要

摘要

仅仅是纸的皱褶就能产生电流吗?一个不均匀的应变可以引起电响应所有介电材料，而不仅仅是压电材料。这种现象flexoelectricity是相当适度的，除非出现异常大的应变梯度。在本文中，我们分析了薄弹性片的褶皱，并建立了其机电行为的标度定律，以证明在亚微米长度尺度上实现了极强的弯曲电响应。

我想分享我们最近的工作发表在自然通讯．

我想分享我们最近的工作发表在物理评论快报．

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.121.205502

超越压电性:固体中的柔性电

Jiawang香港

北京理工大学航空航天工程学院

1.简介

骨骼在压力下发电，这种机电行为被认为是骨骼自我修复和重塑特性所必需的。这种反应的起源归因于胶原蛋白的压电性，胶原蛋白是骨骼的主要结构蛋白。然而，在理论上，任何材料也可以产生响应应变梯度的电压，这要归功于被称为挠曲电的特性。

摘要

本文提出了一种基于等几何分析(IGA)、

压电结构拓扑优化的水平集和逐点密度映射技术

flexoelectric材料。挠性电的四阶偏微分方程，

至少需要c1个连续近似，使用非均匀有理离散化

b样条(NURBS)。具有一致导数的逐点密度映射技术

这项工作最近发表在《自然纳米技术》杂志上。

裂纹会产生任何材料都无法承受的最大应变梯度。因此，挠曲电(应变梯度和极化之间的耦合)必须在断裂物理学中发挥重要作用。在这里，我们使用自洽连续介质模型来证明断裂中挠曲电的两个后果:断裂电阻随着结构尺寸的减小而增加，并且相对于极化符号变得不对称。后一种现象表现在一系列中等尺寸的压电和柔性电的竞争中。

挠曲电是一种耦合极化与应变梯度的机电效应。它与压电有本质的不同，因为它的尺寸依赖和对称性。挠性电通常被认为是一个只有在纳米尺度上才明显的小效应。然而，由于铁电陶瓷具有特别高的弯曲电系数，当压电换能器收缩到亚微米尺度时，它可能发挥重要作用。

Flexoelectricity是一种耦合极化和应变梯度的尺寸依赖机电机构。它存在于各种各样的材料,对于纳米尺度的物体，应变梯度更高，这是最明显的。理解模拟是很重要的flexoelectricity因为在非常小的尺度上进行实验是困难的，而且解析解是稀缺的。

最具技术相关性铁电体通常失去压电以上居里温度。这限制了它们在相对低温下的使用。在这封信中，利用组合flexoelectricity在简单功能分级的基础上，提出了一种在标准薄膜结构中实现高温机电耦合的策略。

在压电材料中，施加均匀应变可以引起电极化(反之亦然)。晶体学的考虑限制了这种技术上重要的性质，非中心对称系统。从数学和物理上都可以证明，即使是非压电介质，非均匀应变也可能破坏反转对称并诱导极化。