髮現鐵電疲勞全貌有助於延長電子設備壽命和環保

每年，全球填埋的失效電子設備達數千萬噸，髮現鐵電疲勞全貌的新研究可能會讓改善這一問題成為可能。

Australians don't recycle old electronic devices, fearing they'll lose valuable data. Source: AAP

最近，悉尼大學的研究人員在材料科學領域取得了一項重大髮現，首次用先進的顯微鏡觀察到了鐵電材料疲勞髮生的全貌。這一基礎研究髮現或將為延長電子設備的壽命以及環境保護指明一個方向。

鐵電材料被用於許多設備，包括存儲器、電容器和傳感器等。這些設備通常用於普通消費產品和工業儀器，如計算機、醫療超聲設備和水下聲納。

隨著時間的推移，鐵電材料受到反复的機械和電氣負載，導致其功能逐漸下降，最終導致失效。這個過程被稱為“鐵電疲勞（Ferroelectric fatigue）”。鐵電疲勞是一系列電子設備失效的主要原因。

利用先進的原位透射電子顯微鏡，悉尼大學航空機械動力學院的研究人員觀察到了鐵電疲勞的髮生全貌。這項技術使用先進的顯微鏡實時“觀察”到納米級和原子級的情況。

悉尼大學航空機械動力學院研究助理Qianwei Huang博士是該髮現的首席研究員。

Huang博士告訴SBS中文，所研究材料的晶格常數大概在0.4納米範圍，原子級比納米級更小，而觀察到納米級鐵電疲勞全貌將給生產和制造帶來啟髮，有助於更好地指導未來鐵電納米設備的設計。

她說：“先進的顯微鏡觀察到，隨著施加電場週數增加之後，在材料所謂“界面”（不同材料分界處或同一材料不同結構的分界處）的地方開始累積電荷，這些電荷會誘髮鐵電疲勞的髮生。”

“在生產中可以引入一些步驟把這些多餘的電荷去掉。”

共同作者、同樣來自悉尼大學納米研究所的Xiaozhou Liao教授說：“我們的髮現是一個重要的科學突破，因為它清楚地顯示了鐵電退化過程是如何在納米尺度上存在的。”

共同作者Zibin Chen博士說：“有了這個（研究髮現），我們希望能更好地為（設計）具有更長壽命的設備提供工程信息。”

廢棄的電子產品是電子垃圾的主要貢獻者。在全球範圍內，每年有數千萬噸失效的電子設備被填埋。

Qianwei Huang博士說：“我們希望（這項研究）對工業界和環境都有所幫助。”

澳大利亞人必鬚與他人保持至少1.5米的社交距離，請查看您所在州或領地的最新社交限制措施。

如果您出現感冒或流感症狀，請留在家中併致電家庭醫生或全國冠狀病毒健康信息熱線1800 020 080安排測試。

SBS致力於用63種語言報道最新的COVID-19新聞和信息，詳情請前往：sbs.com.au/coronavirus。

請在Facebook和Twitter關注SBS中文，了解更多澳洲新聞。