日前，陜西科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授劉曉旭在Wiley 雜志社旗下的國際頂級期刊Advanced Materials發(fā)表題為“Atomic-Level Matching Metal-Ion Organic Hybrid Interface to Enhance Energy Storage of Polymer-Based Composite Dielectrics”的研究性論文，劉曉旭教授與清華大學(xué)黨智敏教授為共同通訊作者，陜西科技大學(xué)為第一作者和第一通訊作者單位。

該研究在聚酰亞胺（PI）和鈮酸鈣（CNO）納米片之間設(shè)計了獨特的新型“金屬離子有機雜化界面”。該界面中金屬離子不僅能與無機CNO實現(xiàn)原子級匹配，還能與PI鏈實現(xiàn)少缺陷的結(jié)構(gòu)匹配，形成均勻而穩(wěn)定的化學(xué)鍵合。該結(jié)果等到了實驗測試表征和理論計算的驗證，其中“金屬離子有機雜化界面”可減少了自由體積，并在填料－基質(zhì)界面區(qū)域引入深阱，從而抑制了基于PI基復(fù)合電介質(zhì)中的電場畸變。因此，含有“金屬離子有機雜化界面”的PI基電介質(zhì)表現(xiàn)出優(yōu)異的儲能性能。在25℃和150℃下，且儲能效率為90%時，該復(fù)合介質(zhì)的儲能密度分別達到9.42 J cm3和4.75 J cm3，為純PI的2.6倍和11.6倍。該研究為聚合物基復(fù)合電介質(zhì)的界面結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了新的思路。

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