Flexible high-temperature dielectric materials from polymer nanocomposites

材料科学 氮化硼 纳米复合材料 电介质 数码产品 复合材料 储能 聚合物纳米复合材料 电容感应 陶瓷 光电子学 电气工程 功率(物理) 工程类 量子力学 物理
作者
Qi Li,Lei Chen,Matthew R. Gadinski,Shihai Zhang,Guangzu Zhang,Haoyu U. Li,Elissei Iagodkine,Aman Haque,Long‐Qing Chen,Thomas N. Jackson,Qing Wang
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:523 (7562): 576-579 被引量:2074
标识
DOI:10.1038/nature14647
摘要

Dielectric materials, which store energy electrostatically, are ubiquitous in advanced electronics and electric power systems. Compared to their ceramic counterparts, polymer dielectrics have higher breakdown strengths and greater reliability, are scalable, lightweight and can be shaped into intricate configurations, and are therefore an ideal choice for many power electronics, power conditioning, and pulsed power applications. However, polymer dielectrics are limited to relatively low working temperatures, and thus fail to meet the rising demand for electricity under the extreme conditions present in applications such as hybrid and electric vehicles, aerospace power electronics, and underground oil and gas exploration. Here we describe crosslinked polymer nanocomposites that contain boron nitride nanosheets, the dielectric properties of which are stable over a broad temperature and frequency range. The nanocomposites have outstanding high-voltage capacitive energy storage capabilities at record temperatures (a Weibull breakdown strength of 403 megavolts per metre and a discharged energy density of 1.8 joules per cubic centimetre at 250 degrees Celsius). Their electrical conduction is several orders of magnitude lower than that of existing polymers and their high operating temperatures are attributed to greatly improved thermal conductivity, owing to the presence of the boron nitride nanosheets, which improve heat dissipation compared to pristine polymers (which are inherently susceptible to thermal runaway). Moreover, the polymer nanocomposites are lightweight, photopatternable and mechanically flexible, and have been demonstrated to preserve excellent dielectric and capacitive performance after intensive bending cycles. These findings enable broader applications of organic materials in high-temperature electronics and energy storage devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
初醒完成签到,获得积分10
刚刚
KamilahKupps完成签到,获得积分10
2秒前
英勇雅琴完成签到 ,获得积分10
7秒前
hebnkygzs完成签到 ,获得积分10
8秒前
一杯沧海完成签到 ,获得积分10
9秒前
朴实涵山完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
jetlee完成签到 ,获得积分10
10秒前
陌上花开完成签到 ,获得积分10
11秒前
Shine完成签到 ,获得积分10
15秒前
16秒前
aaaaa888888888完成签到,获得积分10
20秒前
英姑应助樱岛流京子采纳,获得10
24秒前
飘逸的笑蓝完成签到 ,获得积分10
26秒前
蘅芜妃子完成签到 ,获得积分10
27秒前
force完成签到 ,获得积分10
30秒前
aaaa完成签到 ,获得积分10
31秒前
勤qin完成签到 ,获得积分10
33秒前
姚美丽完成签到 ,获得积分10
37秒前
龟蒙真人完成签到,获得积分10
43秒前
沙脑完成签到 ,获得积分10
46秒前
48秒前
桐桐应助刘真焊采纳,获得10
50秒前
佳佳完成签到,获得积分10
58秒前
xjllp6发布了新的文献求助10
58秒前
1分钟前
vkk完成签到 ,获得积分10
1分钟前
拼搏盼山完成签到 ,获得积分10
1分钟前
刘真焊发布了新的文献求助10
1分钟前
凌爽完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Olivia雪雪完成签到 ,获得积分10
1分钟前
PHI完成签到 ,获得积分10
1分钟前
灵巧的长颈鹿完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
英俊的铭应助ztl17523采纳,获得10
1分钟前
火星上的寒安完成签到 ,获得积分10
1分钟前
可靠映秋完成签到,获得积分10
1分钟前
harden9159完成签到,获得积分10
1分钟前
kanong完成签到,获得积分0
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Single Cell Analysis of the Tumor Microenvironment Landscape Across the Disease Spectrum of Multiple Myeloma 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
模型平均及其应用 900
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
The Cambridge History of China 英文版16册 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7331572
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8945984
关于积分的说明 18975276
捐赠科研通 6985837
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3216880
关于科研通互助平台的介绍 2383416
邀请新用户注册赠送积分活动 2196531