科研团队首次发现木材中的弯曲致电效应

科技日报兰州5月11日电 从兰州大学传来消息，该校科研人员近期成功证实了木材作为一种天然生物质，在挠曲电效应方面具有显著表现。这一发现不仅刷新了大家对木材材料性能的认知，也为绿色可持续的柔性电子装备和自驱动传感器带来了新的材料选择与技术支持。相关研究成果已发表在国际期刊《自然·通讯》上。

所谓挠曲电效应，就是当材料出现不均匀形变，比如弯折时，由于应变梯度的存在，材料内部正负电荷会分离，从而产生电极化。这种效应在多种固体材料中都被理论预测存在，不过要在天然木材等宏观生物质材料中直接检测到并不简单。

此次实验中，研究人员针对天然木材，通过去除木质素和压缩重构建造了结构木材料。他们进一步加强了木材在弯曲过程中的应变梯度，并辅以系统的电学测试及对照实验，有效证明确结构木自身存在较强的挠曲电响应。

实验结果显示，结构木的挠曲电系数可与钛酸锶、铌酸钠等常用介电陶瓷媲美，比氧化锌、二氧化钛和聚偏二氟乙烯等半导体或聚合物材料的表现更为优越。这也说明，通过材料结构工程，天然生物质完全有实现高性能机电功能的潜力。

依托结构木的卓越挠曲电特性，团队还开发了一款基于木材的自驱动柔性传感器。这类传感器无需外部电舆情网源，能够将人体运动产生的微小形变直接转换为电信号，实现对手指、手腕关节以及肌肉动作的实时监测，在穿戴式电子、健康检测和人机互动等领域展现出广阔的应用潜力。