据宾夕法g州立大学的一l研Ih员称Q一U新型的轻质复合材料可在柔性电子设备、电动汽车和航空航天应用中的储能斚w有所应用Q在可适应的高温度q行状态，q远高于目前的商用聚合物。这U基于聚合物的超薄材料可以用已l可在工业中使用相应的技术生产?br /> 宑֤法尼亚州立大学材料科学与工程pL授QingWang_“这是我们在电容器用高温电介质实验室所做的一pd工作的一部分。在此之前的工作Q我们已l开发了一U化硼U米片和介电聚合物的复合材料Q但意识到要实现规模l济q存在尺度的问题。?
上图所C是一U附有六Ҏ(gu)化硼(HBN)U米薄膜的聚醚酰亚胺Q其性能明显优于相关的竞争材料，其可使用的温度正是电动汽车和航天动力应用的需要。图片来源：宑ַ州立大学
可扩展性或在商业上相关讑֤上制造先q材料一直是学术实验室开发的许多新的二维材料所面的挑战?br />
“从软材料的角度来看Q?D材料是迷人的Q但如何大规模生产它们是一个问题，”Wang说。此外，能够它们与聚合材料l合h是未?emsp; 柔性电子应用和电子讑֤的一个关键特性。?br />
Z解决q个问题Q实验室与宾夕法g州立大学的一个小l合作，q行二维晶体的相关研I?br />
“这工作是在一ơ和研究生的谈话中确立的Q研I生是Amin AziziQWang的研I生Matthew GadinskiQ”Nasim Alem_他是宑ַ大学材料U学与工E，二维材料中心的一名助理教授。“这是第一个强大的实验Q其中Y聚合物材料结合硬2D晶体材料一h创徏一个功能性的介电讑֤。?br />
Azizi现在是加利福g大学的博士后研究员，而Gadinski现在在陶氏化学公司的高工程师，它们开发了一U技术，能够利用化学气相沉积使多层六Ҏ(gu)化硼U米晶薄膜和薄膜转移到聚醚酰亚胺(PEI)膜两侧。他们用压力把三层三明治l构材料_合在一赗研Ih员感到惊讶的是，仅仅是压力，没有M化学键，p以一个独立的薄膜强大到以在高通量滚装q程中加以制造?br />
q一l果发表在最q一期的《先q材料》杂志上Q该论文名ؓ“高性能聚合物，Ҏ(gu)化学气相沉积的六Ҏ(gu)化硼作ؓ可扩展的高温介电材料”?br />
六方氮化是一U具有高机械强度的宽带隙材料。它的宽带隙使它成ؓ良好的绝~体Q保护PEI薄膜在高温下不发生介质击I，q也是其他聚合物电容器失效的原因。在过176华氏度的工作温度下，目前最好的商用聚合物就开始失L率，但六Ҏ(gu)化硼包覆PEI可以?92华氏度下高效率地工作。即使在高温下，涂层PEI?5000ơ充攄循环中仍保持E_?br />
“从理论上讲Q所有这些聚合物表现出的高性能Q都h很高的商业h(hun)|可涂覆一层硼材料L电荷注入Q”王说。“我认ؓq将使这Ҏ(gu)术在未来商业化中可行。?br />
Alem_“利用二l晶体制作的讑֤在实验室中很多，但缺陷他们存在刉问题。有一个大的带隙材料，如化硼Q它做得很好Q尽小的微观结构的功能可能q不理想?br />
W一性原理计确定了电子屏障Q在PEI/六方氮化的l构和界面的金属甉|应用于结构提供的甉|明显高于典型的金属电极的介电聚合物的接触形式Q它更隑ֈ用电极注入实现充c这工作是由宾州大学材料科学与工程的Long-Qing Chen教授和Donald W. Hamer教授的研I小l研I完成?
