在信息储存领域，铁酸铋（BiFeO3，BFO）等多铁性材料（Multiferroic materials）因其特殊的性质而成为备受科学家关注的研究热点。在上周的《自然-通讯》杂志上，北京师范大学物理学系研究员张金星的团队发现了纳米级铁酸铋的新特性——形状记忆功能。
在纳米尺度下，铁酸铋受冷时会发生收缩，而通过电场刺激或加热处理，铁酸铋能够恢复原本的形状。和传统记忆材料相比，铁酸铋在集成电路等电子应用方面具有更广阔的应用前景。张金星告诉果壳网：“这种材料在纳米尺度可以形成巨大的形状应变，可以在未来微电机系统，纳电机系统中实现驱动，传感等功能。”这项成果也许能为氧化物材料的应用提供新的方向。
在电场、压力及热刺激等组合刺激下，纳米铁酸铋材料可形成一个完整的形状记忆循环。在一定应变范围内，该材料能在类马氏体结构与类奥氏体结构间进行可逆变换。图片来源：Jinxing Zhang et al.（2013）Nature Communications.
目前的形状记忆材料大多是金属材料，最大的应变达到8%。但由于金属在小尺度下（<100nm）时通常会表现氧化、表面张力效应、尺寸效应等弊端，使得它们的应用功能大大降低。“然而，铁酸铋可以实现14%的可逆应变，而且氧化物非常稳定，可以在纳米尺度下实现功能特性。”张金星对果壳网说：“另外，相对于金属基形状记忆材料，铁酸铋的巨大应变可以用电场控制，这样在应用中就大大提高了响应频率以及驱动力。”此外，当前的金属基材料无法与半导体工业集成，而铁酸铋却可以很好地解决这个问题。
为了使这一材料真正投入应用，研究者“还需要对铁酸铋进行微纳结构设计，构造能够实现应用的纳米器件。”诸如材料疲劳、断裂等力学行为问题，也需要更深入的研究。“弄清这些问题是使它迈向应用的必要途径。”张金星说。