图 痕量钙钛矿量子点增强稀薄纳米复合材料的电卡效应
在国家自然科学基金项目（批准号：T2488302, T2342010,）等资助下，上海交通大学机械与动力工程学院钱小石教授团队在痕量填料的电卡制冷复合薄膜材料研究方面取得进展，相关研究成果以“Infinitesimal amount of perovskite quantum dots enhances electrocaloric cooling performances in diluted nanocomposites”为题，于2025年9月17日在线发表于《焦耳》 （Joule）期刊。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.joule.2025.102057。
纳米复合聚合物既可表现出大电卡效应，也适合大规模工业化生产，然而长期以来，在纳米复合材料中实现高电卡响应需要高含量填料，这易引发复合材料微观不均匀性，进而制约其在实际应用中的可扩展性。
该研究提出一种基于界面效应调控的新策略，通过痕量钙钛矿量子点与P(VDF-TrFE-CFE)三元聚合物构成的纳米复合材料间强烈的界面作用，显著地增强了弛豫铁电聚合物材料的偶极响应，影响范围达到百纳米级。
在此工作中，研究团队仅使用0.02 vol.%的CsPbBr3钙钛矿量子点填料即可使P(VDF-TrFE-CFE)三元聚合物纳米复合材料电卡效应强度提升一倍，填料用量较以往报道降低一个数量级。本工作不仅为理解稀释条件下纳米填料对聚合物中偶极子行为的增强机制提供了清晰的结构视角，还可将该策略拓展至铁电材料体系，为优化与偶极子响应相关功能特性开辟新路径。