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宾州大学开收回氮化硼纳米片和介电聚合物的复合资料

据宾夕法尼亚莱斯大学的一组科学研究工作人员称，一种新式的质轻复合型材料可在柔性电子机器设备、纯电动车和航天航空运用中的储能技术层面有一定的运用，在可融入的高温度运作情况，远远地高过现阶段的商业聚合物。这类根据聚合物的纤薄材料能够 应用早已可在工业生产中应用相对的技术性生产制造。

宾夕法尼亚莱斯大学材料科学研究与工程学院专家教授QingWang说：“它是我们在电力电容器用高溫电解介质试验室所做的一系列工作中的一部分。在这以前的工作中，大家早已开发设计了一种碳化硼纳米技术片和电极化聚合物的复合型材料，但意识到要完成规模效应还存有限度的难题。”

图中所显示是一种附带六方氮化硼(HBN)纳米技术薄膜的甲基丙烯酸酯酰亚胺，其特性显著好于有关的市场竞争材料，其可应用的温度恰好是纯电动车和航天动力运用的必须。图片出处：宾州州立高校

扩展性或在商业服务上有关机器设备上生产制造优秀材料一直是学术研究试验室开发设计的很多新的二维材料所遭遇的挑戰。

“从软材料的视角看来，3D材料是美丽动人的，但怎样大规模生产他们是一个难题，”Wang说。除此之外，可以将他们与汇聚材料融合起來是将来柔性电子运用和电子产品的一个重要特点。”

为了更好地处理这个问题，试验室与宾夕法尼亚莱斯大学的一个小组合作学习，开展二维结晶的有关科学研究。

“此项工作中是在一次和硕士研究生的交谈中建立的，硕士研究生是Amin Azizi，Wang的硕士研究生Matthew Gadinski，”Nasim Alem说，他是宾州大学材料科学研究与工程项目，二维材料管理中心的一名终身教授。“它是第一个强劲的试验，在其中软聚合物材料融合硬3D结晶材料一起来建立一个多功能性的介电气设备。”

Azizi现在是加利福尼亚大学的博士研究生研究者，而Gadinski现在在陶氏化学企业的工程师职称，他们开发设计了一种技术性，可以利用有机化学液相堆积使双层六方氮化硼非晶薄膜和薄膜迁移到甲基丙烯酸酯酰亚胺(PEI)膜两边。她们用工作压力把三层三明治构造材料黏合在一起。科学研究工作人员觉得诧异的是，只是是工作压力，沒有一切离子键，就足够使一个单独的薄膜强劲到足够在高通量测序滚装全过程中多方面生产制造。

这一結果发布在近期一期的《先进材料》杂志期刊上，该毕业论文名叫“性能卓越聚合物，缝有有机化学液相堆积的六方氮化硼做为可拓展的高溫电极化材料”。

六方氮化硼是一种具备高冲击韧性的宽带网络隙材料。它的宽带网络隙使它变成优良的导体和绝缘体，维护PEI薄膜在高溫下不产生介质击穿，这也是别的聚合物电力电容器无效的缘故。在超出176华氏度的工作中温度下，现阶段最好是的商业聚合物就逐渐丧失高效率，但六方氮化硼包复PEI能够 在392华氏度下效率高地工作中。即便在高溫下，镀层PEI在55000次蓄电池充电循环系统中仍长期保持。

“从理论上讲，全部这种聚合物主要表现出的性能卓越，都具备很高的经济收益，可涂敷一层硼材料阻拦正电荷引入，”王说。“我觉得这将使此项技术性在未来商业化的中行得通。”

Alem说，“利用二维结晶制做的机器设备在试验室中许多，但缺点使她们存有生产制造难题。有一个大的带隙材料，如碳化硼，它做得非常好，虽然小的外部经济构造的作用很有可能并不理想化。

第一性原理测算明确了电子器件天然屏障，在PEI/六方氮化硼的构造和页面的金属电极运用于构造出示的电流量显著高过典型性的金属电极的电极化聚合物的触碰方式，使它更难利用电级引入完成电池充电。此项工作中是由宾州大学材料科学研究与工程项目的Long-Qing Chen专家教授和Donald W. Hamer专家教授的科学研究工作组科学研究进行。

来源于：试验帮

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