可印刷 Ti$_{3}$C$_{2}$T$_{\mathit{x}}$ MXene-含氟聚合物复合材料中的界面压电极化锁定

压电含氟聚合物将机械能转换为电能，是可持续为电子设备供电的理想材料。为转换机械能，须在含氟聚合物中诱导出净极化，目前通过高能耗的电极化工艺实现。消除该工艺将实现高效能量采集器的低能耗生产。此处，结合分子动力学模拟、压电响应力显微镜与电动力学测量，我们揭示了聚（偏氟乙烯-$\mathit{co}$-三氟乙烯）（PVDF-TrFE）垂直于二维（2D）Ti$_{3}$C$_{2}$T$_{\mathit{x}}$ MXene 纳米片基面的前所未有的极化锁定现象。这种由强静电相互作用驱动的极化锁定带来了优异的能量采集性能，测得的压电电荷系数 $\mathit{d_{33}}$ 为 -52.0 皮库仑每牛顿，显著高于电极化的 PVDF-TrFE（约 -38 皮库仑每牛顿）。本研究提供了极化含氟聚合物的一种新基础且低能量输入的机制，使机电技术性能达到新水平。