问题：从手机指纹识别、汽车雷达到高端装备的纳米级位移控制，压电材料承担着将力与电信号、位移相互转换的关键任务；衡量其转换能力的重要指标是压电系数。长期以来，主流锆钛酸铅（PZT）多晶陶瓷的性能多停留200—600 pC/N区间，提升有限；性能更高的弛豫单晶虽可达到更高量级，但成本高、稳定性不足且脆性大，难以规模化应用。如何在可制造、可推广的材料体系中实现性能跃升，成为国际学界与产业界共同面临的瓶颈。 原因：团队的突破来自对压电材料相变机理的重新理解。2009年，任晓兵提出理论判断：在相图多相交汇处存在“三临界点”，可视作热力学意义上的“奇点”，材料对外场的响应可能增强，具备冲击性能极值的潜力。但随后出现的关键障碍是，此“性能极值坐标”往往与居里温度附近重合。传统压电器件依赖强电场极化建立有序取向，一旦温度逼近居里点，热扰动会迅速破坏有序结构，宏观压电效应衰减甚至消失，形成“接近峰值却难以工作”的矛盾。也就是说，性能潜力与稳定工作之间存在尖锐冲突，使理论长期难以转化为可用器件。 影响：根据这一矛盾，团队提出并验证了压电器件“主动工作模式”。其思路不是仅在材料成分上继续压榨性能，而是为材料建立可持续的最佳工作条件：一上器件层面集成微区热管理，对材料温度进行精确调控，使其稳定工作在三临界点附近；另一上施加微小偏置电场，持续校准偶极子取向，抵消热扰动引起的无序化趋势，从而让材料过去被视为“易失效”的温度窗口中仍保持高响应状态。该策略使一类常用多晶压电陶瓷的核心性能指标提升超过10倍，并在稳定性与工程可实施性上表现出新的路径。审稿人称其为“革命性发现”，主要体现在两点：一是性能指标实现跨越式提升，二是研发思路从“优化材料”转向“优化工作模式”。 对策：从科研走向应用仍需系统推进。其一，在器件工程上，要更验证热管理与偏置电场方案长期运行、复杂载荷、循环疲劳以及环境温漂条件下的可靠性，形成可复用的设计规范与寿命评估方法。其二，在制造与成本上，需要兼顾高性能与量产工艺，推动材料制备、极化过程、封装与驱动电路的协同优化，降低对昂贵单晶路线的依赖。其三，应用牵引上，可优先对灵敏度、微位移和稳定性要求极高的场景开展样机验证，如高端传感、精密定位与微机电系统等，以可量化的系统性能提升带动产业链协同。其四，在标准与生态上，建议加强与检测机构及上下游企业合作，推动关键性能指标、测试边界条件与可靠性评价的标准化，缩小实验室数据与工程指标之间的差距。 前景：压电技术是高端制造与智能装备的重要支撑之一。随着机器人、智能交互、医疗影像与微创器械等方向加速发展，器件对高灵敏、高带宽、强稳定、可集成需求持续提升。本次成果通过“主动工作模式”将理论极值区转化为可工作的工程区，为压电器件打开新的性能上限，也为其他功能材料提供了可借鉴的思路——在材料本征性能之外，通过对外场与环境的主动调控释放潜力。结合甬江实验室的科研平台与工程化条件，若后续在可靠性验证、规模化制造与系统集成上形成闭环，该成果有望在高端传感、精密驱动与沉浸式交互等领域带来连锁式技术升级，并提升我国在关键功能材料与器件领域的国际竞争力。
基础研究的突破常常孕育重要的技术变革。甬江实验室这项历时15年的研究表明，关键核心技术的攻关离不开长期投入与持续积累。在国家持续加强基础研究支持的背景下，我国科研人员正不断在更多领域实现从跟跑到并跑乃至领跑的跨越。“超级压电陶瓷”的出现也提示我们：坚持科学精神、保持创新勇气，才能在科技自立自强的道路上走得更稳、更远。