聚合物電介質具有質量輕、介電損耗低、擊穿強度高和柔韌性優異等特點。然而，目前大多數商用聚合物電介質材料受其較低的能量密度或者較低的工作溫度限制，無法滿足現代電子器件的微小型化和輕量化要求。通常，人們設計的耐高溫聚合物的主鏈都由大量的芳香族結構構成，因為芳香骨架可以承受較高溫度。但主鏈上的大量苯環形成π-π共軛，減少了帶隙，導致聚合物在高溫高場下具有較大的漏電流，從而降低了它們的儲能性能。
圖1：(a)單體和(b)聚合物的合成路線圖
圖2：室溫下聚合物(a)介電常數和(b)介電損耗的頻率依賴性。不同頻率下聚合物(c) PCPMT和(d) PCEMT介電常數和介電損耗的溫度依賴性。
圖4：PCPMT、BOPP和PI在室溫(a)和100 ℃ (b)下的放電能量密度和充放電效率。(c)在100 ℃時，PCPMT與其他介電薄膜的儲能性能對比圖。(d) PCPMT的Ud和η值隨循環次數的變化規律。
該研究相關成果最近以“Constructing Novel High-Performance Dipolar Glass Polymer Dielectrics by Polar Rigid/Flexible Side Chains”為題，發表在《ACS Applied Materials & Interfaces》期刊上。論文的第一作者為湘潭大學化學學院研究生羅黃，湘潭大學陳盛副教授和中南大學羅行副教授為共同通訊作者。
作者簡介
陳盛，男，1986年出生于益陽，漢族，中共黨員，副教授。主要從事液晶高分子的合成、相行為和相結構的研究，以及介電聚合物薄膜材料的研究。研究的特色是介電液晶高分子的儲能研究以及液晶高分子界面修飾劑對聚合物基介電復合材料的介電和儲能性能的影響研究。近年來，主持了國家自然科學基金青年項目、湖南省自然科學面上項目、湖南省自然科學青年項目、湖南省教育廳創新項目、湖南省教育廳優秀青年項目、教育部“產學合作、協同育人”項目等。以第一作者和通訊作者在Macromolecules、Journal of Materials Chemistry A、ACS Sustainable Chemistry & Engineering、Advanced Science、Chemical Engineering Journal、Journal of Materials Chemistry C、ACS Applied Materials & Interfaces、Composites Part A等期刊上發表SCI論文50多篇。
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.3c02653
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