南策文院士领衔！清华大学/福州大学/北京大学，最新Nature子刊！

功能性陶瓷一旦与柔性相结合，将为尖端电子设备带来巨大潜力。不幸的是，功能性和柔性在陶瓷中本质上是相互排斥的：离子晶格的长程有序赋予了类似极化特性的脆性，而无序则允许键的旋转以产生柔性，不过会显著降低性能。在非晶态陶瓷中植入有序的功能单元虽然具有挑战性，但可能平衡这种权衡。

2025年7月1日，清华大学林元华、福州大学喻志阳、北京大学韦小丁在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Flexible high-entropy functional ceramics》的研究论文，Lvye Dou、Bingbing Yang、Xiaoyuan Ye为论文共同第一作者，林元华、喻志阳、韦小丁为论文共同通讯作者。

林元华，清华大学教授，教育部长江学者特聘教授（2013），国家杰出青年基金（2010）。1991年本科毕业于东华理工大学，1998年硕士毕业于中国科学院过程工程研究所，2001年博士毕业于清华大学，随后留校工作，期间2004-2006年在东京大学从事博士后研究，2008年晋升为教授。

林元华的研究领域包括1) 面向高端电子用氧化物无机介质材料与器件，2）面向能源转换的氧化物高温热电材料与器件。

喻志阳，福州大学研究员。2006、2011年本博毕业于清华大学，博士导师为朱静院士。2011-2015年在美国里海大学从事博士后研究，2016年在厦门理工学院工作，2018年加入福州大学。

喻志阳主要从事化学和材料学科的球差校正电镜表征，致力于使用球差校正电镜技术探讨化学、材料和物理等交叉学科中的表界面科学问题。在化学催化学科领域，工作集中于表界面结构与催化性能的关联和近原位光催化过程的表征。迄今，在Science、Nature Catalysis、Science Advances、Nature Communications、Advanced Functional Materials、Angewandte Chemie International Edition和Material Horizons等知名期刊上发表100余篇研究论文。

韦小丁，北京大学研究员。2003年本科毕业于中国科学技术大学，2004、2009年硕博毕业于美国哥伦比亚大学，随后在美国西北大学从事博士后研究，2015年回国加入北京大学。

韦小丁的研究领域包括低维（一维、二维）单分子材料的基础力学研究；基于低维材料的多功能复合材料的设计与制备；抗冲击复合材料结构的设计与实现；纳米晶体金属材料力学性能。

在本文中，作者通过高熵策略克服了这一挑战，该策略允许最初随机分散的纳米晶体结晶，随后通过控制高熵组分的非晶化过程，获得晶态/非晶态微观结构，从而制备出一种基于Bi₄Ti₃O₁₂的薄膜，该薄膜可以承受约180°的折叠，弯曲应变和拉伸伸长率分别高达4.80%和5.29%。

晶态/非晶态结构使得生产具有高介电常数（约35）、良好的温度稳定性和耐久性的柔性介电电容器成为可能。

这种策略为定制功能陶瓷的微观结构提供了研究原型，推动了下一代具有柔性的陶瓷的发展。

图1：高熵策略调控结构序的示意图与实验结果

图2：高熵薄膜的原位弯曲和拉伸测试结果

图3：高熵薄膜柔韧性的微观起源

图4：高熵薄膜的介电和光学性能

综上，本文研究了通过高熵策略设计的柔性功能陶瓷材料，特别是基于Bi₄Ti₃O₁₂的薄膜，通过调控结晶与非晶态结构，实现了陶瓷材料的高柔性和优异的介电性能。

该研究突破了传统陶瓷材料中功能性和柔性不可兼得的限制，为设计下一代柔性功能陶瓷材料提供了新的思路和方法，推动了功能陶瓷在柔性电子领域的应用。

这种高熵策略制备的柔性功能陶瓷薄膜在柔性电子设备、可穿戴技术、柔性显示器和高性能传感器等领域具有广阔的应用前景，特别是在需要高介电性能和机械柔韧性的场景中，例如可折叠电子设备和柔性触摸屏等。

Dou, L., Yang, B., Ye, X.et al. Flexible high-entropy functional ceramics. Nat Commun16, 5915 (2025).