蜜蜂大小的无人机穿梭探测，手术机器人在血管中巡游作业，可捕捉细胞早期病变的新一代B超，拥有真实触觉反馈的VR世界……这些科幻场景的实现，关键卡点之一在于缺少一种能把“力”与“电”进行超高效、超灵敏转换的“超级压电陶瓷”。而如今，中国科研团队给出了答案。
当地时间2026年1月29日，《科学》期刊在线发表了甬江实验室上席研究员、西安交通大学讲座教授任晓兵联合团队的突破性成果：他们将一类经典且价格低廉的多晶压电陶瓷核心性能指标——压电系数(d₃₃)大幅提升超10倍，创制出“超级压电陶瓷”，并开创了主动压电器件新范式，让材料稳定工作在“性能珠峰”。该项研究被审稿人誉为“革命性发现”，有望重塑高端传感、精密驱动与智能交互等方向的技术格局。
“超级压电陶瓷”诞生：从600到6850pC/N！
压电材料是智能时代关键功能材料之一，作为力电信号转换的核心载体，广泛应用于各类精密智能设备的底层架构：它是灵敏的“神经”：手机指纹识别的瞬间、医院B超探头捕捉的体内回响，都靠它把机械/声学信号转换为电信号；它也是精密的“肌肉”：高端相机镜头自动对焦、光刻机实现纳米级移动，都由它精准驱动。
衡量这项“敏感”与“力量”的关键指标，称为压电系数(d₃₃)。这一数值越高，材料的力电耦合转换性能越优异。然而，过去70余年，这项指标的发展几乎陷入停滞：主流陶瓷：自20世纪50年代锆钛酸铅(PZT)多晶陶瓷问世以来，其性能始终定格在200–600pC/N区间，数十年未有根本性突破；高端单晶：20世纪80年代弛豫压电单晶出现，性能可达2000pC/N量级，但造价堪比黄金，且稳定性差并极其脆弱，难以大规模应用。
如今，僵局被彻底打破——
任晓兵团队研制的基于廉价多晶锆钛酸铅、但采用独特“主动工作模式”的压电陶瓷，其d₃₃最高达到 6850pC/N。这一数值不仅是传统压电陶瓷的10–30倍，也显著超越了所有已知的顶级单晶材料。这标志着一类兼具超高性能与工程实用潜力的“超级压电陶瓷”正式诞生。
具有超大压电性能的主动模式QP陶瓷与传统商用锆钛酸铅压电陶瓷及镁铌酸铅单晶（PMN-PT）的性能对比
这一成果的问世，有望为下一代微型机器人、细胞级超声成像与高保真触觉交互等方向提供关键材料支撑，其主动压电器件新范式更将对功能材料领域产生深远启示。
理论珠峰与现实禁区：一个长达15年的猜想
这一突破，源于一场对理论极限长达15年的执着探寻。
早在2009年，任晓兵已在国际物理期刊Physical Review Letters上提出前瞻理论：在压电材料的相图多相交汇处，存在一个 “三临界点”(tricritical point)，即热力学奇点。此处各相间能量壁垒消失，材料对外场的响应理论上趋于无穷，堪称性能的“珠穆朗玛峰”。
