微量钙钛矿量子点通过界面效应倍增弛豫铁电聚合物电卡冷却性能

为解决高填料含量导致电卡材料性能不均的难题，研究人员开发了仅含0.02 vol% CsPbBr3钙钛矿量子点(PQDs)的P(VDF-TrFE-CFE)纳米复合材料。通过超强界面相互作用诱导极性晶相形成，使电卡效应(ECE)提升两倍，创下填料用量最低纪录，为工业级EC冷却器件开发提供新范式。

　　

这项突破性研究揭示了微量钙钛矿量子点(PQDs)在弛豫铁电聚合物中引发的"稀释纳米复合效应"奇迹。当CsPbBr₃ PQDs以仅0.02 vol%的痕量浓度分散在P(VDF-TrFE-CFE)基体中时，犹如纳米级"催化剂"般在界面区域诱导出扩散极性有序结构。通过先进的显微分析技术，研究者首次直观捕捉到界面处极性晶相的形成过程，这种超强界面耦合作用使材料电卡效应(ECE)产生惊人倍增。

与传统需要5 vol%以上填料的复合材料相比，该体系展现出至少一个数量级的性能提升效率。其奥秘在于PQDs与聚合物链段间建立的"分子级对话"机制——量子点表面局域电场重构了邻近区域的偶极取向，从而放大了整体的电致熵变响应。这种"四两拨千斤"的策略不仅解决了高填料导致的材料不均匀性问题，更开辟了通过精准界面调控优化铁电材料性能的新途径。

研究亮点包括：

• 创纪录的"超稀释"纳米复合材料设计理念

• 首次观察到弛豫铁电体中扩散极性有序的界面起源

• 界面诱导的偶极响应增强机制为开发新一代固态制冷材料提供理论蓝图

这项成果标志着电卡制冷材料向实用化迈进关键一步，其揭示的界面效应普适性原则有望拓展至压电、热释电等功能材料的性能优化领域。