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发明“柔性绝缘体”具有高强度和优良的导热性能!

www.ahangaronline.com2019-07-23
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由莱斯大学布朗工程学院发明的纳米复合材料有望成为柔性电子,储能和电子设备的高温介电材料。纳米复合材料由一维聚合物纳米纤维和二维氮化硼纳米片组成。

纳米纤维增强了自组装材料的性能,而“白色石墨烯”纳米薄片提供了可以承受普通介质的热量的导热网络,电池中的极化绝缘体以及分离正极和负极的其他装置。材料科学家Prikel Agayan Laboratories的这一发现发表在《先进功能材料》中。

Ajayan Lab研究科学家M.M. Rahman和博士后研究员Anand Puthirath领导该研究以应对下一代电子产品的挑战:介质必须薄,坚韧,柔软,能够承受恶劣环境。在谈到这种常见材料时,拉赫曼说:陶瓷是一种很好的介电材料,但机械上很脆弱。另一方面,聚合物是具有良好机械性能的良好介质。但它的耐热性非常低。氮化硼是一种电绝缘体,但它能很好地散热。

莱斯大学研究科学家M.M. Rahman拥有一种由聚合物纳米纤维层和氮化硼组成的柔性介质。这种新材料可以承受高温,是柔性电子设备,储能设备和具有高热影响的电子设备的理想材料。照片:Jeff Fitlow /莱斯大学

当组合聚合物纳米纤维和氮化硼时,获得机械性能,热稳定性和化学稳定性优异的材料。这种12至15微米厚的材料可以有效地吸收高达250摄氏度(482华氏度)的热量。实验表明,聚合物纳米纤维 - 氮化硼复合材料的热耗散效应是单一聚合物的四倍。在其最简单的形式中,通过范德华力将一层聚芳酰胺纳米纤维与少量氮化硼薄片组合,其重量为最终产品重量的10%。

薄片的密度足以形成散热网络,仍然允许复合材料保持其柔韧性和均匀可折叠性,同时保持其坚固性。多层聚酰胺和氮化硼可以使材料更厚,同时保持弹性。除了导热性之外,一维聚酰胺纳米纤维还具有许多有趣的性质。氮化硼现在是一种非常有趣的二维材料。它们都有不同的独立属性,但当它们在一起时,它们变得非常独特。这种材料是可拉伸的,应该很容易集成到生产中。

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