【據(jù)美國萊斯大學(xué)網(wǎng)站2019年5月31日報道】位于美國休斯頓的萊斯大學(xué)布朗工程學(xué)院近日開發(fā)了一種新型納米復(fù)合材料，這種材料可作為柔性電子、儲能和電子設(shè)備的優(yōu)質(zhì)高溫介電材料。
納米復(fù)合材料結(jié)合了一維聚合物納米纖維和二維氮化硼納米薄片。在利用納米纖維增強自組裝材料的同時，被稱為“白色石墨烯”納米薄片將提供導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，使其能夠承受分解普通電介質(zhì)、電池中的極化絕緣體和分離正極和負極的其他裝置所產(chǎn)生的熱量。
萊斯大學(xué)材料科學(xué)家普利克爾•阿揚實驗室研究團隊在《先進功能材料》期刊中進行了詳細介紹。
阿揚實驗室的研究人員M•M•拉赫曼和博士后研究員阿南德•普帝拉斯領(lǐng)導(dǎo)了這項研究，主要目的是應(yīng)對下一代電子產(chǎn)品帶來的挑戰(zhàn)：電介質(zhì)必須薄、堅硬、靈活、能夠承受惡劣工作環(huán)境。
“陶瓷是一種非常好的電介質(zhì)，但在力學(xué)上其性脆。”拉赫曼談到這種常見的材料時表示，“另一方面，聚合物是一種具有良好機械性能的良好電介質(zhì)，但其耐熱性較差。”
研究人員表示，氮化硼雖是一種電絕緣體，但可以很好地散熱。將聚合物納米纖維與氮化硼結(jié)合在一起時，研究人員得到了一種具有優(yōu)異力學(xué)性能，熱和化學(xué)性非常穩(wěn)定的材料。
據(jù)悉，這是一種厚度約12至15微米材料，可作為高達250攝氏度(482華氏度)的有效散熱片。研究人員通過試驗驗證，這種聚合物納米纖維——氮化硼材料的分散熱量比單獨的聚合物好四倍。
在這種材料最簡單的形式中，單層聚芳酰胺納米纖維通過范德華力結(jié)合到少量的氮化硼薄片中，其重量約占最終產(chǎn)品的10%。薄片剛好足夠密集可形成散熱網(wǎng)絡(luò)，仍然可以保證復(fù)合材料保持柔韌性，甚至可折疊性，同時保持其堅固性。據(jù)研究人員稱，分層聚芳酰胺-氮化硼可以材料變得更厚，同時仍然保持柔韌性。
拉赫曼表示，除了導(dǎo)熱性，一維聚芳酰胺納米纖維還有許多有趣的特性，而氮化硼是一種非常有趣的二維材料，它們各自具有不同的獨立屬性，但當它們結(jié)合在一起時，可以創(chuàng)造出非常獨特的東西。
研究人員表示，這種材料是可擴展的，可以很容易的融入制造業(yè)。
美國陸軍研究實驗室資助了這項研究。
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