金属离子有机杂化界面可用于聚合物电介质界面设计

陕西科技大学材料科学与工程学院刘晓旭教授在聚酰亚胺(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”，为聚合物基复合电介质的界面结构设计提供了新的思路。近日该研究成果发表在Advanced Materials上。

研究发现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。该结果得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。