High-entropy polymer produces a giant electrocaloric effect at low fields

电热效应 极地的 电介质 化学极性 材料科学 化学物理 高分子化学 热力学 复合材料 电场 聚合物 光电子学 化学 物理 天文 铁电性 量子力学
作者
Xiaoshi Qian,Donglin Han,Lirong Zheng,Jie Chen,Madhusudan Tyagi,Qiang Li,Feihong Du,Shanyu Zheng,Xingyi Huang,Shihai Zhang,Junye Shi,Houbing Huang,Xiaoming Shi,Jiangping Chen,Hancheng Qin,J. Bernholc,Xin Chen,Long‐Qing Chen,Liang Hong,Qianhan Zhang
出处
期刊:Nature [Springer Nature]
卷期号:600 (7890): 664-669 被引量:282
标识
DOI:10.1038/s41586-021-04189-5
摘要

More than a decade of research on the electrocaloric (EC) effect has resulted in EC materials and EC multilayer chips that satisfy a minimum EC temperature change of 5 K required for caloric heat pumps1-3. However, these EC temperature changes are generated through the application of high electric fields4-8 (close to their dielectric breakdown strengths), which result in rapid degradation and fatigue of EC performance. Here we report a class of EC polymer that exhibits an EC entropy change of 37.5 J kg-1 K-1 and a temperature change of 7.5 K under 50 MV m-1, a 275% enhancement over the state-of-the-art EC polymers under the same field strength. We show that converting a small number of the chlorofluoroethylene groups in poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene-chlorofluoroethylene) terpolymer into covalent double bonds markedly increases the number of the polar entities and enhances the polar-nonpolar interfacial areas of the polymer. The polar phases in the polymer adopt a loosely correlated, high-entropy state with a low energy barrier for electric-field-induced switching. The polymer maintains performance for more than one million cycles at the low fields necessary for practical EC cooling applications, suggesting that this strategy may yield materials suitable for use in caloric heat pumps.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Solarenergy完成签到,获得积分0
3秒前
健壮的白桃完成签到,获得积分10
4秒前
晚风完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
星辰大海应助健壮的翠安采纳,获得30
6秒前
顾矜应助认真的思枫采纳,获得10
6秒前
Sun1c7发布了新的文献求助10
7秒前
vvvg发布了新的文献求助30
7秒前
8秒前
鲜艳的芹发布了新的文献求助10
9秒前
无语的钢铁侠完成签到,获得积分10
12秒前
Hui_2023发布了新的文献求助30
12秒前
lvbowen发布了新的文献求助10
13秒前
wx完成签到,获得积分10
15秒前
chx2256120完成签到,获得积分10
15秒前
一一完成签到,获得积分20
15秒前
gzgljh完成签到,获得积分10
16秒前
18秒前
18秒前
吕亦寒完成签到,获得积分10
20秒前
believe完成签到,获得积分10
21秒前
谢佳霖完成签到,获得积分10
23秒前
吕亦寒发布了新的文献求助10
23秒前
yyisme完成签到,获得积分10
26秒前
雪时晴发布了新的文献求助10
26秒前
路漫漫其修远兮完成签到 ,获得积分10
27秒前
可爱的函函应助lvbowen采纳,获得10
27秒前
科研通AI6应助lvbowen采纳,获得10
27秒前
小蘑菇应助lvbowen采纳,获得10
28秒前
科研通AI6应助lvbowen采纳,获得10
28秒前
syt完成签到 ,获得积分10
28秒前
一一发布了新的文献求助10
31秒前
33秒前
34秒前
不安心情发布了新的文献求助10
37秒前
37秒前
阳光孤菱完成签到,获得积分10
40秒前
大模型应助俊逸书琴采纳,获得10
40秒前
41秒前
wwsybx完成签到 ,获得积分10
42秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1601
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 800
Biology of the Reptilia. Volume 21. Morphology I. The Skull and Appendicular Locomotor Apparatus of Lepidosauria 620
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
Laryngeal Mask Anesthesia: Principles and Practice. 2nd ed 500
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5560110
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4645276
关于积分的说明 14674677
捐赠科研通 4586381
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2516410
邀请新用户注册赠送积分活动 1490066
关于科研通互助平台的介绍 1460866