铁电材料在红外摄像机、医用超声波设备及计算机存储器等领域应用广泛，但多数含铅，存在毒性隐患。阿肯色大学洛朗·贝莱什教授指出：“过去十年，全球都在积极寻找无铅铁电材料。”这类材料中，原子具有多种晶体结构，相界处特性尤为显著。传统上，科学家通过化学方法调控含铅铁电材料的相界，以提升性能、缩小尺寸，但无铅铁电材料因含挥发性碱金属，化学调节易致其蒸发，面临挑战。

贝莱什团队与阿尔伯塔大学物理学家合作，发现利用应变(机械力)而非化学方法，可增强无铅铁电材料性能。他们制备了铌酸钠(NaNbO3)薄膜，该材料室温下晶体结构复杂且具柔韧性。研究人员在基底上生长铌酸钠薄膜，通过应变改变其原子结构，使其收缩膨胀以匹配基底，产生应力。贝莱什说：“铌酸钠非常特别，链长微变，相就大变。”

实验结果显示，应变使铌酸钠同时呈现三种相，通过增加边界优化了铁电性能。贝莱什表示：“原本以为改变应变会逐阶段过渡，没想到同时进入三个阶段，这是重要发现。”实验在室温下进行，未来将探索极端温度下铌酸钠对应变的响应。研究发表在《自然通讯》上，北卡罗来纳州立大学徐瑞娟为主要负责人，其他作者来自多所知名高校及国家实验室。

更多信息： Reza Ghanbari 等人，《应变诱导的无铅同质异构相界》，《自然通讯》(2025)。期刊信息： 《自然通讯》