据科技日报2月1日报道，西安交通大学讲座教授、甬江实验室上席研究员任晓兵领衔的甬江实验室-西安交大联合团队创制出“超级压电陶瓷”，将经典多晶压电陶瓷压电系数提升超10倍，由不足600皮库仑/牛顿提升到了6850皮库仑/牛顿，创下了世界纪录。怎么做到的咱不关心，咱只关心这个“超级压电陶瓷”有什么用！
只要你具备初中物理知识，就能看出“库仑/牛顿”这个压电系数单位，反映的是电量和力之间的关系。那么利用这个材料，就可以把电信号转换为力信号，也可以把力信号转换为电信号。假设我用这个材料做成板砖铺在街道上，那行人走来走去对板砖产生压力，这些砖按道理就能发电。这个从力到电的效应，称为正压电效应。那反过来，如果我给这个板砖通电，那这个板砖也会产生力学反应，比如给我一个反作用力，让我跳的更高。这个从电到力的效应，称为负压电效应。
{jz:field.toptypename/}任晓兵团队这次研制的“超级压电陶瓷”，将压电系数从传统材料的600皮库仑/牛顿提升到6850皮库仑/牛顿，这意味着什么？单纯从单位上分析，就知道它可以让更小的力产生更大的电信号，如果把这种压电材料用于的话，AG庄闲和游戏APP意味着灵敏度增加了；而如果反过来，用电信号控制力度的话，一个大的电信号改变，才能产生一个微弱的力道，这意味着控制灵敏度更高了。不管是前者还是后者，都有巨大的应用前景。
当“超级压电陶瓷”被用于正压电效应时，就是前面说的把力信号转换为电信号的场景，比如传感器上，那就可以探测之前难以探测的信号。在2018年科技日报列的35项卡脖子技术中，有一项触觉传感器，它本质上就是把力信号转换为电信号，开云核心也是这种压电材料。有了更灵敏的压电材料，就能做出更灵敏的触觉传感器，进而做出更灵敏的机器人。以手术机器人来说，它就需要极高的触觉灵敏度，那这种“超级压电陶瓷”，无疑将对手术机器人等灵敏度要求高的设备，产生加持作用。并且本次压电系数是10倍级的提升，那对触觉传感器等领域的加持应该也是10倍级的。10倍级的提升，足以对传统传感器产生代际碾压，西方某些机器人的优势，可能因此不复存在。
而当“超级压电陶瓷”被用于负压电效应时，它可以用在超精密加工领域。以光刻机为例，它很多地方需要纳米级的微调，而这些微调都是电驱动的。电信号的改变不能无限小，对传统压电材料来说，600皮库伦的电量改变就能产生1牛顿的力，那要将力道改变降到1牛顿以下，就得用比600皮库伦小的电量；而新的“超级压电陶瓷”，6000皮库伦才能产生1牛顿的力，那600皮库伦的力就可以控制到0.1牛顿的精度。在光刻机这种需要超高精度的场景，调控就有了更灵活的空间。
所以中国这个“超级压电陶瓷”，是底层通用器件的提升，对上层高端设备的影响不可估量。并且很难能可贵的是，该材料在室温至350℃的宽温范围内，都能稳定保持超过6000皮库仑/牛顿的高性能输出。如此宽的工作温域，足以覆盖大部分应用场景，由此带来的升级相当广泛。
在这个成果背后，是长达15年的奋斗。早在2009年，任晓兵就在国际物理期刊Physical Review Letters上发表了相关理论，之后用了15年时间克服相关困难，到今天“超级压电陶瓷”才正式进入现实。国家需要长期主义，而人生最难得的，也是长期主义。
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