Processing of Smart Porous Electro-Ceramic Transducers - ProSPECT
智能多孔电陶瓷换能器的加工 - ProSPECT
基本信息
- 批准号:EP/X023265/1
- 负责人:
- 金额:$ 273.29万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Research Grant
- 财政年份:2023
- 资助国家:英国
- 起止时间:2023 至 无数据
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Ferroelectrics are highly polar materials that generate electrical charge in response to a change in mechanical stress or temperature. These properties make them exceptional materials for piezoelectric pressure sensors, accelerometers, SONAR, vibration energy harvesters, and pyroelectric thermal detectors. While porosity in these materials is currently viewed as a defect, I will establish that porosity can achieve a step-change in performance to produce next generation materials for sensors, SONAR, and energy harvesting. New modelling tools will inform how the pore structure can enhance the mechanical, thermal, and dielectric properties and modify the internal electric field and domain structure to enable the design of porous ferroelectrics with properties that are specifically tailored to each application. To create ferroelectric materials with the required pore structure, new manufacturing processes based on freeze-casting will deliver porous materials, multi- functional composites, and textured crystals with unprecedented control over pore structure and properties. I will also explore new and disruptive applications that to exploit the unique properties of porous ferroelectric materials, where ferroelectric charges generated by thermal or mechanical loads will be used for hydrogen production by water splitting or remove pollutants/bacteria for water purification. My vision is to integrate the new modelling tools and manufacturing methods to pioneer the use of advanced porous ferroelectrics in addressing important high-risk and high-gain global research challenges in the areas of sensing, harvesting, hydrogen generation, water treatment, and beyond.
铁电材料是一种高度极性的材料,它能在机械应力或温度变化时产生电荷。这些特性使它们成为用于压电式压力传感器、加速度计、声纳、振动能量采集器和热释电热探测器的特殊材料。虽然这些材料的孔隙率目前被视为一种缺陷,但我将确定孔隙率可以实现性能的阶梯式变化,以生产用于传感器、声纳和能量收集的下一代材料。新的建模工具将告知孔结构如何增强机械、热和介电性能,并修改内部电场和磁区结构,以实现具有专门为每种应用量身定做的特性的多孔铁电体的设计。为了制造具有所需孔结构的铁电材料,基于冷冻铸造的新制造工艺将提供多孔材料、多功能复合材料和织构晶体,对孔结构和性能进行前所未有的控制。我还将探索新的颠覆性应用,以利用多孔铁电材料的独特特性,在这种材料中,由热或机械负载产生的铁电电荷将用于分解水生产氢气,或去除污染物/细菌用于净水。我的愿景是集成新的建模工具和制造方法,率先使用先进的多孔铁电体来解决传感、收获、制氢、水处理等领域的重要高风险和高收益的全球研究挑战。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Highly Flexible, High-Performance, and Stretchable Piezoelectric Sensor Based on a Hierarchical Droplet-Shaped Ceramics with Enhanced Damage Tolerance.
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- DOI:10.1002/adma.202311624
- 发表时间:2024
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Xu Q
- 通讯作者:Xu Q
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- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Zihe Li;J. Roscow;H. Khanbareh;Geoffrey Haswell;Chris Bowen
- 通讯作者:Zihe Li;J. Roscow;H. Khanbareh;Geoffrey Haswell;Chris Bowen
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- 影响因子:9.3
- 作者:Zihe Li;J. Roscow;H. Khanbareh;John Taylor;Geoffrey Haswell;C. Bowen
- 通讯作者:Zihe Li;J. Roscow;H. Khanbareh;John Taylor;Geoffrey Haswell;C. Bowen
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