化学家首度观察到液体中的压电效应,打开全新压电组件应用可能性

当前所有压电材料(Piezoelectric materials)都是固体的,令人惊讶的是,在日前发布的全新论文中,来自美国密西根州立大学的两位化学家首度观察到液体中的压电效应(Piezoelectric Effect),该发现让液体压电材料的可用性受到注目,并让今后开发更环保、更多样化的组件设计成为可能。

当前压电材料皆为固体形式,例如石英,当该材料受到压力作用时会释放电荷,而且电荷量与压力成正比。目前压电组件广泛应用于声纳设备、吉他拾音器及手机音箱等产品上。

密西根州立大学Md. Iqbal Hossain及G. J. Blanchard两位化学家在研究离子液体(ionic liquid)时偶然观察到液体中的压电效应,这是目前已知第一个压电材料在室温下以液体形式存在的例子。他们已将这极具深远影响与意义的创新发现及研究成果刊登在《The Journal of Physical Chemistry Letters》期刊上。

所谓离子液体是由不对称式灵活阳离子(cations)和对称式弱配位阴离子(anions)组成。液态压电材料是上述两位研究人员在研究离子液体性质时,用活塞对量筒中的离子液体施加压力后发现的,因为在对其施加压力后,结果导致电流的释放,而释放的电荷量与施加的压力成正比,就和被施加压力的固体压电材料所引发的现象一样。在进一步的测试中他们也发现,当离子液体释放电流时,它们的光学特性随之发生变化。在某些情况下,液体使光线弯曲的方式也发生变化。

不过,研究人员无法解释他们所测试的离子液体何以会具备压电特性。他们会继续研究这种材料,以充分理解为什么离子液体会以他们观察到的方式起作用。但可以预见的,液体压电材料(尤其是离子液体制作的材料)将具备商用价值,因为他们比固态材料更环保,而且液体压电组件的形状也更加多样化,最终的产品应用设计也会更加多样。

(首图来源:ACS Publications)