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  電介質電容器是現代電子電力系統中的重要儲能元件。在聚合物電介質中，弛豫鐵電聚合物具有高介電常數和較小的剩余極化,是實現高能量密度儲能電容器的重要候選材料。然而，弛豫鐵電聚合物往往具有較低極化強度、較高鐵電損耗以及極化過早飽和，限制了其在介電儲能電容器領域的應用。

  近期，華中科技大學材料學院周華民教授和劉洋教授團隊采用低劑量質子束輻照誘導高熵超順電相，利用其獨特的混亂狀態，降低局域極化翻轉勢壘抑制鐵電損耗，并通過引入局域強極性化學鍵提高介電常數和極化強度，協同提升儲能性能。團隊通過第一性原理計算、相場模擬結合微觀結構與性能表征，首次證實了高熵超順電相的存在（圖1）。區別于弛豫鐵電態，高熵態能提升介電常數，增強極化強度(圖2a)，降低鐵電損耗(圖2e和2f)以及推遲極化過早飽和(圖2a)，進而顯著提升介電儲能性能（圖2d）。比如，在低電場強度100 MV/m下放電能量密度為3.2 J/cm³，充放電效率為87.2 %，接近商用雙向拉伸聚丙烯BOPP在高電場500 MV/m-600 MV/m下的儲能性能（圖2b和2c）。這為解決弛豫鐵電聚合物介電儲能應用的瓶頸難題提供了新的思路。研究還發現高熵策略提升聚合物性能具有一定普適性，不僅大幅提升了介電儲能性能，還顯著改善了低電場下電卡制冷效應。這為后續設計高性能電活性聚合物材料與器件開辟了新的方向。

  該工作以“Enhanced energy storage in high-entropy ferroelectric polymers”為題發表在《Nature Materials》上，周華民教授和劉洋教授為論文共同通訊作者，華中科技大學為第一通訊單位，該團隊成員博士后李晨祎博士、南方科技大學李波副教授為共同第一作者，合作者還包括材料學院張海波教授，賓夕法尼亞州立大學王慶教授和陳龍慶教授以及上海交通大學楊天南副教授等。該研究工作得到了國家自然科學基金重大研究計劃集成項目、國家自然科學基金面上項目、華中科技大學人才引進啟動基金等項目的資助。

圖1高熵態的理論與實驗證據。a，構象示意圖；b，XRD衍射圖；c, d，紅外光譜；e，f，第一性原理；g，h，納米紅外光譜；i，j, k, l相場模擬。

圖2 高熵聚合物的介電儲能。a，電滯回線；b，效率對比；c，放電能量密度對比；d，放電能量密度和效率；e，導電損耗與鐵電損耗； f，鐵電損耗對比。

  原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41563-025-02211-z

  招聘博士后：華中科技大學材料科學與工程學院周華民團隊因項目和課題需要，擬公開招聘博士后1-2名，方向為高分子膜材加工與成形、柔性功能電子器件和復合材料多尺度模擬。要求年齡不超過35周歲，博士畢業三年以內，發表過相關領域的SCI論文1篇以上，并且具備鐵電壓電材料和電路設計基礎，柔性電子器件設計與制備經驗，和高分子材料及加工背景。有意應聘者請將應聘材料（個人簡歷、科研總結及代表性論文等相關材料掃描件）發至yliu1319@hust.edu.cn，標題請標注“應聘博士后-姓名”。歡迎有志于從事科學研究的優秀科研人員加入！