通过力学结构设计提高或调控功能材料的力电转换效率是智能材料与结构力学研究的热点方向之一。该成果基于挠曲电效应的普遍性和纳米技术中应变梯度的易得性，围绕应变梯度调控力电耦合性能这一电介质固体力学前沿领域开展了系统研究，成功解决了如何克服应变梯度这一高阶项所带来的复杂性，建立简单准确的理论模型及分析方法，揭示应变梯度调控力电耦合性能的机理等一系列关键科学问题。并获得以下几个重要研究成果：1）建立了应变梯度影响介电材料结构力电性能的理论模型，为准确描述纳米电介质材料的力电耦合行为奠定了理论基础；2）建立了挠曲电效应影响介电材料结构力电耦合性能的理论模型，揭示了挠曲电效应对介电结构力电耦合性能的影响规律，并针对复杂结构和加载状态下理论模型的高效求解发展了有限元方法，为挠曲电效应数值方法的研究提供了理论基础和验证标准；3）提出了挠曲电驻极体新概念，并建立了驻极体类挠曲电效应理论模型，揭示了类挠曲电效应产生机理，所制备驻极体的类挠曲电效应将弹性材料的本征挠曲电系数提升了100倍，解决了弹性材料挠曲电系数小而难以满足实际应用的难题，该科技成果为进一步提升材料力电耦合性和研发下一代高性能换能器提供了新范式。