在柔性電子材料領域,一項突破性成果引發廣泛關注。西安建筑科技大學理學院新材料研究中心團隊成功攻克關鍵技術難題,研發出一種適用于可穿戴輻射監測的新型雙鈣鈦礦材料體系。該成果為高性能柔性電子材料與器件的設計,以及輻射監測應用提供了堅實的科學基礎,相關研究論文已發表于國際權威期刊《化學工程雜志》。
傳統輻射監測設備普遍存在體積大、便攜性差的問題,難以滿足日常使用需求。雙鈣鈦礦材料因其對輻射的高靈敏度、可調節的帶隙結構以及在復雜環境中的穩定性,被視為該領域的理想材料。然而,其剛性晶體結構導致柔韌性不足,無法貼合人體皮膚,成為制約其應用于可穿戴設備的關鍵障礙。如何兼顧材料的靈敏度與柔韌性,同時保持電子性能的穩定,成為行業亟待解決的難題。
面對這一挑戰,研究團隊創新性地提出“機器學習+第一性原理計算”的聯合研究策略。首先,通過機器學習算法構建高效篩選模型,從海量材料體系中快速識別出具有潛力的候選材料;隨后,利用量子力學模擬對候選材料的機械性能、電子信號傳輸、載流子遷移率及光學特性進行全面評估,驗證其是否適合用于可穿戴輻射探測器。
仿真測試結果顯示,新研發的雙鈣鈦礦材料體系在柔韌性方面表現優異,能夠完美貼合手腕、手臂等人體曲面部位,實現“無縫接觸”。即使在反復拉伸、彎曲的條件下,材料仍能保持穩定的機械性能,耐用性顯著提升。
論文通訊作者陳長城教授指出,當前材料研發正經歷“智能化變革”。團隊通過深度融合機器學習與量子計算技術,構建了從材料篩選到性能驗證的一體化研發模式。這一突破不僅使日常輻射監測更加便捷,還為“科技賦能健康管理”開辟了新路徑,未來有望滿足更多健康監測需求。
據悉,該團隊計劃將這一智能材料拓展至醫療、運動、人機交互等多個領域,推動前沿科技更自然地融入日常生活,為大眾健康管理提供更多創新解決方案。











