近日，Applied Physics Letters以Featured Article形式发表了重庆大学机械传动国家重点实验室黄文彬研究员的研究成果“Non-linear behavior of flexoelectricity”（挠曲电效应的非线性行为），同时美国物理学会的科学之光栏目（AIP SCIlight）以“Understanding discrepancies in flexoelectric behavior can open the door to further applications”为题目对该工作进行了专门报道（https://doi.org/10.1063/1.5126987）。认为该研究通过理论建模和实验验证，揭示了当应变梯度超过某个临界值以后，挠曲电系数会持续下降并趋于饱和的特性，该非线性效应的发现为解释挠曲电系数在宏微观尺度上的差异提供了明确的思路。

挠曲电效应（Flexoelectricity）是一种普遍存在于介电材料（如钛酸钡陶瓷等）中，由非均匀应变（应变梯度）耦合产生电极化的新型力电耦合效应。由于在微纳米尺度下材料中可以存在非常大的应变梯度，所产生的显著挠曲电效应在电子输运、缺陷控制、裂纹检测、极化调控等方面极具潜力，可应用在存储器、传感器和驱动器等诸多领域，具有重要科学价值。近年来，关于挠曲电效应和应用的研究越来越热门。然而，对同一种材料而言，挠曲电系数在宏观尺度和微纳米尺度下的测量结果往往存在数量级上的差距，这一问题一直困扰着学术界。

黄文彬研究员发现了典型介电材料施加大形变弯曲时，材料的极化强度与应变梯度并非严格的线性关系，而是存在明显的非线性规律，加深了人们对于块体材料及其相应的纳米级薄膜挠曲电系数之间的差异的理解。

黄文彬研究员主要从事智能材料与结构领域的基础研究，积极结合国家重大需求开展基础和应用基础研究，获得国家自然科学基金等资助，目前是机械传动国家重点实验室的高端装备智能轴承技术与系统团队（邵毅敏团队）的优秀青年领军人才，其研究成果已初步应用于轨道交通、特种车辆、风力发电、大型立磨减速机等行业和领域。

图.(a)应变梯度诱导极化，(b)离子链模型的单元，(c)PVDF中极化强度与应变梯度的关系，以及非线性拟合结果。

本研究同时获得了南昌大学柯善明教授和舒龙龙副教授的合作指导。论文链接:https://doi.org/10.1063/1.5126987

美国物理学会科学之光（Scilight）栏目专题报道