化學家首度觀察到液體中的壓電效應，開啟全新壓電元件應用可能性

皇帝 | 2023-9-1 09:27:05

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當前所有壓電材料（Piezoelectric materials）都是固體的，令人驚訝的是，在日前發表的全新論文中，來自美國密西根州立大學的兩位化學家首度觀察到液體中的壓電效應（Piezoelectric Effect），此一發現讓液體壓電材料的可用性受到注目，並讓今後開發更環保、更多樣化的元件設計成為可能。

當前壓電材料皆為固體形式，例如石英，當該材料受到壓力作用時會釋放電荷，而且電荷量與壓力成正比。目前壓電元件廣泛應用於聲納設備、吉他拾音器及手機喇叭等產品上。

密西根州立大學 Md. Iqbal Hossain 及 G. J. Blanchard 兩位化學家在研究離子液體（ionic liquid）時偶然觀察到液體中的壓電效應，這是目前已知第一個壓電材料在室溫下以液體形式存在的例子。他們已將這極具深遠影響與意義的創新發現及研究成果刊登在《The Journal of Physical Chemistry Letters》期刊上。

所謂離子液體是由不對稱式靈活陽離子（cations）和對稱式弱配位陰離子（anions）組成。液態壓電材料是上述兩位研究人員在研究離子液體性質時，用活塞對量筒中的離子液體施加壓力後發現的，因為在對其施加壓力後，結果導致電流的釋放，而釋放的電荷量與施加的壓力成正比，就和被施加壓力的固體壓電材料所引發的現象一樣。在進一步的測試中他們也發現，當離子液體釋放電流時，它們的光學特性隨之發生變化。在某些情況下，液體使光線彎曲的方式也發生變化。

不過，研究人員無法解釋他們所測試的離子液體何以會具備壓電特性。他們會繼續研究這種材料，以充份理解為什麼離子液體會以他們觀察到的方式起作用。但可以預見的，液體壓電材料（尤其是離子液體製作的材料）將具備商用價值，因為他們比固態材料更環保，而且液體壓電元件的形狀也更加多樣化，最終的產品應用設計也會更加多元。