原子是人類目前能夠“操作”的物質(zhì)極限,。依靠人類的無(wú)與倫比的洞察力和巧奪天工的手藝，不僅可以通過(guò)電子“看到”單個(gè)原子,，甚至可以操控單個(gè)原子,，其操作精度已經(jīng)達(dá)到1納米以下,。即使如此，也遠(yuǎn)未達(dá)到“靈活”控制的階段,，更不用說(shuō)“游刃有余”的組裝原子,。精密的定位和驅(qū)動(dòng)依賴致動(dòng)器（Actuator），而致動(dòng)器的最重要的核心之一為壓電材料,。簡(jiǎn)單地說(shuō),，這種材料具有極性，可通過(guò)外加電壓,，獲得細(xì)微形變,，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高精度驅(qū)動(dòng)；反其道而行之,，則可應(yīng)用于高精度的應(yīng)變,、位移與定位的傳感器（Sensor）。此種天賦,，使得致動(dòng)器已成為實(shí)現(xiàn)高精度定位的利器,，并裝備于最前沿的儀器，如掃描隧道顯微鏡（STM）和透射電子顯微鏡（TEM）,。通過(guò)這些“火眼金睛”,，得以窺見原子，包括極小的硼和碳原子,?？梢哉f(shuō)，壓電材料已成為人類探索微觀世界的“智能肌肉”,。即使如此,，如上所述，實(shí)現(xiàn)亞原子尺度的超高精度定位仍然極具挑戰(zhàn),。超薄壓電材料有望在解決這一問(wèn)題上大展身手：用原子級(jí)尺寸的壓電材料,，獲得亞原子分辨率的定位和驅(qū)動(dòng)。

　　近日,，中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所研究員張珽團(tuán)隊(duì)與新加坡南洋理工大學(xué)教授劉政團(tuán)隊(duì)合作,，并聯(lián)合南京大學(xué),、新加坡科技局先進(jìn)制造研究所以及美國(guó)杜克大學(xué)，通過(guò)五方全面合作,，在該領(lǐng)域取得新進(jìn)展,。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)化學(xué)氣相沉積法，制備出高質(zhì)量硫化鎘（CdS）超薄納米片薄膜（厚度2-3納米,，既3-5個(gè)晶格厚度）,。并通過(guò)掃描探針顯微鏡等原位表征技術(shù)，對(duì)硫化鎘超薄納米片材料的垂直方向壓電性能進(jìn)行了表征與系統(tǒng)研究,，發(fā)現(xiàn)超薄硫化鎘納米片在垂直方向具有3倍于體相材料的巨大壓電常數(shù)（～33pm/V）,，并且理論模擬很好地驗(yàn)證了這個(gè)結(jié)論。這些結(jié)果為構(gòu)筑超高精度的驅(qū)動(dòng)器及新型高靈敏壓力,、位移和應(yīng)變傳感器奠定了重要的理論與實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ),。

　　從某種程度上說(shuō)，儀器的精度決定了人類對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)知極限,，其中高精度的壓電材料不可或缺,。為一窺原子，需要利用壓電材料在亞原子精度上移動(dòng)探針,；為驗(yàn)證小尺度下萬(wàn)有引力的平方反比關(guān)系,，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)部件精確定位感知；甚至為了“傾聽”黑洞的合并瞬間釋放出的響徹宇宙的引力波,，需要對(duì)無(wú)數(shù)元件嚴(yán)絲合縫的組裝定位驅(qū)動(dòng),，消除哪怕一絲一毫的機(jī)械偏差。這一切,，壓電材料功不可沒,。短期來(lái)說(shuō)，高性能的超薄壓電材料對(duì)于制造高精度傳感器,、先進(jìn)機(jī)電元件大有裨益,，包括降低尺寸，增加集成度,，改造為柔性電子器件等,。長(zhǎng)遠(yuǎn)而言，超薄壓電材料甚至可以改變?nèi)祟悓?duì)世界的認(rèn)知,。