福州科研关注前沿：兰州大学突破木材挠曲电效应，开辟木基自驱动传感新路径
摘要：兰州大学团队首次实验证实天然木材存在显著挠曲电效应，经结构重构后性能媲美钛酸锶等陶瓷材料，并成功研制出无需供电的木基柔性传感器。该成果为福建及全国绿色电子器件发展提供新思路。
从结构材料到功能材料：木材的“电学觉醒”
长年以来，木材在工程与建筑领域主要承担承重与装饰功能；而兰州大学研究团队近期在《自然·通讯》发表的研究成果，彻底刷新了这一认知——他们首次通过系统实验，在天然生物质木材中直接观测并证实了可观的本征挠曲电效应。这一发现不仅拓展了木材的功能边界，更标志着以福建为代表的东南沿海地区，在推动绿色低碳材料替代传统高能耗电子基材方面，迎来重要技术参照。挠曲电原理与木材响应的实验破解
挠曲电效应指材料在非均匀变形（如弯曲）时，因应变梯度引发正负电荷中心偏移，从而产生电极化。尽管该效应在理论层面已被广泛认可，但在宏观天然木材中实现可靠探测始终面临挑战：其多孔、各向异性与低介电响应特性，使信号提取极为困难。兰州大学团队另辟蹊径，采用脱木质素—定向压缩重构工艺，制备出高密度、高取向性的结构木材料，显著增强弯曲过程中的应变梯度；再辅以多组电学表征与严格对照实验，最终确证其具备稳定、可重复的挠曲电输出。
性能对标国际：结构木挠曲电系数达先进水平
测试数据显示，重构后的结构木挠曲电系数达约1.2 μC/m²，与钛酸锶（SrTiO₃）、铌酸钠（NaNbO₃）等高性能介电陶瓷处于同一量级；且明显高于氧化锌（ZnO）、二氧化钛（TiO₂）及聚偏二氟乙烯（PVDF）等常用半导体与聚合物材料。这一结果有力证明：依托合理结构设计，天然木材完全可胜任高端机电转换任务，为福州等地正在加速布局的生物基柔性电子产业集群提供了极具落地潜力的本土化材料选项。面向健康监测的木基自驱动传感器
基于上述性能优势，研究团队进一步开发出全木材基柔性传感器。该器件无需外部电源，仅依靠人体手指屈伸、手腕转动或表层肌肉微动产生的机械形变，即可实时输出清晰电信号。在可穿戴健康监测、轻量化人机交互及老年居家安全预警等场景中展现出良好适配性。考虑到木材固有的生物相容性与可降解性，该技术路径尤其契合福建打造“生态省”与“数字中国”示范区的双重战略定位。更多精彩文章请关注=>金色港湾资讯网 www.fzjsgw.com
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