沙特基础工业公司（Sabic）研究人员开发一种新型压电薄膜，该薄膜由聚乙烯（PE）制成，结合了机械柔韧性和卓越的压电响应。据报道，这种薄膜的性能是市售压电聚合物如聚偏氟乙烯（PVDF）和聚偏氟乙烯-三氟乙烯（PVDF-TrFE）的两倍，被视为高端应用中PVDF的成本效益替代品。

随着物联网（IoT）和人工智能（AI）的兴起，市场对自供电柔性传感设备的需求日益增长。这些设备依赖于柔性压电薄膜来实现其功能。然而，传统的非有机压电陶瓷由于其重量大和脆性，以及制造过程中需要高温来实现所需性能，使得其应用受限。此外，这些材料需要在耐高温的柔性塑料基板上以薄层形式生产，但此类基板的选择有限。

尽管商用压电聚合物可以作为压电陶瓷的替代品，但由于其较低的压电性能，应用范围仍然受限。沙特基础工业公司推出的新型压电薄膜，集成了无铅压电陶瓷于PE基柔性薄膜中，据称具有以下优势：高压电性能（d33约为45-60 pC/N，g33约为250-350 mV.m/N）；机械柔韧性高达约500%，薄膜厚度在200至300μm之间；生物相容性；以及一个不需要机械拉伸即可展示压电性的简单制造工艺。

目前，性能最佳的压电材料多为含铅材料，而铅是一种受严格监管的有毒物质。沙特基础工业公司声称其专有的压电解决方案不含铅或其他有毒化学物质，该复合材料由PE和专有的无铅陶瓷组成。Sabic已开发出独特的设计和制造专业知识，能够调整陶瓷的化学成分和形态，并利用其广泛的树脂产品组合，定制压电成分以满足特定应用的需求。

例如，这种压电薄膜能够根据不同的力水平和运动产生电信号，结合材料的一致性，使其非常适合用于监测心率和呼吸的可穿戴传感器。此外，薄膜在靠近物体时产生的电压可应用于接近传感器。其固有特性，如回弹性、压缩永久变形和蠕变性能，为智能鞋底的步态识别、跌倒检测和健身跟踪提供了可能。薄膜对声波的低抵抗力也使其在声学传感器和医学成像领域具有应用潜力。

Sabic还指出，该薄膜的能量收集能力为自供电传感设备提供了可能性，可能减少甚至消除对电池的依赖。这项PE压电薄膜技术是在沙特基础工业公司、荷兰代尔夫特工业大学、霍尔斯特中心以及美国宾夕法尼亚州立大学的合作项目中开发。