陕西科技大学科研团队发表关于聚合物电介质的重要研究进展

日前，陕西科技大学材料科学与工程学院教授刘晓旭在Wiley 杂志社旗下的国际顶级期刊Advanced Materials发表题为“Atomic-Level Matching Metal-Ion Organic Hybrid Interface to Enhance Energy Storage of Polymer-Based Composite Dielectrics”的研究性论文，刘晓旭教授与清华大学党智敏教授为共同通讯作者，陕西科技大学为第一作者和第一通讯作者单位。

该研究在聚酰亚胺（PI）和铌酸钙（CNO）纳米片之间设计了独特的新型“金属离子有机杂化界面”。该界面中金属离子不仅能与无机CNO实现原子级匹配，还能与PI链实现少缺陷的结构匹配，形成均匀而稳定的化学键合。该结果等到了实验测试表征和理论计算的验证，其中“金属离子有机杂化界面”可减少了自由体积，并在填料－基质界面区域引入深阱，从而抑制了基于PI基复合电介质中的电场畸变。因此，含有“金属离子有机杂化界面”的PI基电介质表现出优异的储能性能。在25℃和150℃下，且储能效率为90%时，该复合介质的储能密度分别达到9.42 J cm³和4.75 J cm³，为纯PI的2.6倍和11.6倍。该研究为聚合物基复合电介质的界面结构设计提供了新的思路。