压电聚合物因其能将机械压力转化为电能，在自供能传感、可穿戴设备及低功耗功能源等领域备受关注。目前性能最优的压电聚合物聚偏氟乙烯（PVDF）因含氟而存在环境隐患。尼龙-11作为一种非氟化、机械强度高、化学稳定的材料，本身具有压电潜力，但由于其结晶过程难以控制，难以获得具备高性能压电特性所需的特定晶相（δ′相）、长程有序晶体结构、有序氢键网络和偶极取向，其实际应用一直受限。

近日，皇家墨尔本理工大学Amgad R. Rezk教授课题组通过一种高效节能的单步电声耦合平台，合成了高度有序、具有卓越压电性能的尼龙-11薄膜。该平台利用兆赫兹级的纳米振幅表面反射体波，在尼龙-11结晶过程中同时诱导了压电δ′相的形成、长程晶体有序化、氢键网络有序化以及偶极排列，从而制造出电压系数创纪录的压电聚合物薄膜。相关论文以“Electroacoustic alignment of robust and highly piezoelectric nylon-11 films”为题，发表在Nature Communications上。

研究团队通过同步辐射原位掠入射广角X射线散射和高分辨率红外光谱技术，实时探测并验证了该电声耦合过程对材料结构的精确调控。该合成平台基于铌酸锂基底上的叉指换能器产生表面反射体波，作用于滴铸的尼龙-11前驱体溶液，驱动其在环境条件下结晶。结果表明，该方法主要依靠SRBW的机械振动分量通过快速溶剂蒸发产生压缩应变梯度，从而驱动δ′相结晶，电场的作用则进一步促进了偶极排列。

本研究展示了一种高效、单步的电声合成策略，成功赋予常见、廉价的尼龙-11材料以超高性能的压电特性。这项技术不仅克服了长期以来制约尼龙-11压电应用的关键材料科学挑战，更因其非氟化、可回收、可生物降解的特性，为开发环境可持续的下一代能量收集和自供能传感解决方案提供了具有强大竞争力的材料选择，有望在柔性电子、物联网和绿色能源领域发挥重要作用。