陜西科技大學科研團隊發表關于聚合物電介質的重要研究進展

日前，陜西科技大學材料科學與工程學院教授劉曉旭在Wiley 雜志社旗下的國際頂級期刊Advanced Materials發表題為“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黨智敏教授為共同通訊作者，陜西科技大學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實現原子級匹配，還能與PI鏈實現少缺陷的結構匹配，形成均勻而穩定的化學鍵合。該結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－基質界面區域引入深阱，從而抑制了基于PI基復合電介質中的電場畸變。因此，含有“金屬離子有機雜化界面”的PI基電介質表現出優異的儲能性能。在25℃和150℃下，且儲能效率為90%時，該復合介質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合電介質的界面結構設計提供了新的思路。