聚偏氟乙烯(PVDF)以其性能,在新兴领域大放异彩,成为推动行业变革的关键材料。

在新能源汽车领域,PVDF是“幕后功臣”。在燃料电池组件里,它用于制造质子交换膜、双极板等。其化学稳定性超绝,能轻松抵御燃料电池工作时产生的酸性或碱性介质腐蚀,还能适应电池工作中的温度变化。像在质子交换膜中,PVDF良好的离子传导性,能大幅提升燃料电池性能,助力新能源汽车跑得更远、更稳。同时,在锂离子电池里,PVDF作为常用粘结剂,将活性物质牢牢“粘”在集流体上,保障电极结构稳定,提升电池充放电性能与循环寿命,让电动汽车充电更快、续航更。
在前沿,PVDF同样大显身手。科学家将其与肽结合,创造出新型电活性材料。这种材料不仅能存储能量、记录信息,还具有生物相容性。未来,它有望催生可自动充电的可穿戴设备,像智能手环,能更监测指标;还能用于制造比传统起搏器更柔软的植入物,地与身体融合,辅助心脏。此外,PVDF的压电和热释电性能,使其可用于制造压力传感器、加速度传感器、温度传感器等传感器,为诊断与提供关键数据。
智能可穿戴设备领域,PVDF也是“潜力股”。静电纺PVDF纳米纤维膜有高孔隙率、大表面积、良好电解质吸收率和离子电导率等优势,还有不错的电绝缘性、化学稳定性和电化学稳定性,在可穿戴产品的锂离子电池隔膜方面应用潜力。而且,PVDF制成的传感器灵敏度高,能固定在人体皮肤不同位置,检测静态和动态压力变化,监测呼吸温度波动、声音振动等,为可穿戴设备赋予更多实用功能。
声学设备方面,PVDF带来新突破。研究团队设计的类似螺旋蹦床结构的压电声学设备(ST-PiezoAD),由聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物和钛酸钡纳米颗粒(PVDF-TrFE/BTONP)的纳米复合材料制成。在声音刺激下,纳米纤维像弹簧振动,将声波转化为电信号,再结合机器学习构建人工“听觉皮层”模型,能够识别声音方向,让声学设备“听力”更敏锐。
光—电操控领域,PVDF发挥重要作用。新型光—电镊的光—电转换器,包含自主研发的聚偏氟乙烯—三氟乙烯高分子薄膜和润滑层。该薄膜具有光热释电(光—电)性能,掺杂镓—铟液态金属颗粒后,在光照下能产生表面电势,实现对不同材质、相态、形状物体的非接触、普适性、程序化操控,在微观操作等领域有广阔应用前景。
从新能源到,再到智能设备等领域,PVDF正凭借自身特性,为新兴产业发展注入强大动力,持续拓展应用边界,行业走向新高度。