纳米复合材料,Nature
研之成理
2026-02-27 10:21
文章摘要
背景:随着电子器件和电力系统向小型化、高功率密度发展,对兼具高能量密度和高体积电容效率的电介质材料需求迫切。聚合物电介质虽具优势,但高介电常数和高击穿场强往往相互排斥,且高温应用下导损耗剧增是关键难题。研究目的:通过构建三维自组装全聚合物纳米复合材料,旨在同时实现高介电常数、高击穿场强和低损耗,以提升高温下的储能性能。结论:利用两种高偶极矩、低旋转能垒的不相容聚合物共混,成功诱导纳相分离形成三维纳米畴区结构。该结构通过链构象变化释放偶极旋转自由度,提升介电常数至13.5,并通过界面深陷阱效应抑制电荷输运,降低高温导损耗。最终,材料在150°C、200°C和250°C下分别实现18.7、15.1和8.6 J cm⁻³的创纪录放电能量密度,展现出优异的循环稳定性和可加工性,为高性能介电储能材料提供了新范式。
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