于国度卓异青年基金，国度天然科学基金委基础科学中央项目，973规划、及国度重点研发规划等项目的资助下，清华年夜学质料学院功效复合质料组与美国宾夕法尼亚州立年夜学互助，于柔性聚合物基纳米复合电介质质料方面再次取患上主要进展。 介电电容器因为其超高的功率密度、高事情电压和柔性全固态等上风，被广泛运用在电子电力体系中。今朝以双向拉伸聚丙烯BOPP为代表的商用聚合物薄膜电介质介电常数太低，极年夜限定了其储能密度（~1.2 MJ/m3）。本课题组前期提出将高介电常数的陶瓷填料与高介电强度的聚合物柔性基体相复合，制备纳米复合电介质质料的思绪已经经获得了年夜量试验验证，实现了储能密度的年夜幅提高（20 ~ 30 MJ/m3）。于前期事情的基础上，课题构成员进一步成长了一种非均衡快速制备工艺用在聚合物复合电介质薄膜的持续范围化出产，并实现了纳米布局的三维人工调控（Adv. Mater. 2018, 1707269, 第一作者为2017届卒业生张鑫博士三木SEO-）。该柔性薄膜出现出优良的力学机能及介电机能，可以或许蒙受高达10 kV的电压，且具备优秀的轮回不变性。课题构成员进而使用相场要领对于差别微不雅布局的介电机能举行了体系地模仿研究，解析了电击穿的动态演化历程，并成长了通用要领用在柔性纳米复合电介质的高通量模仿及布局设计（Adv. Mater. 2018, 1704380, 第一作者为2014级直博生沈忠慧；该事情并被Wiley旗下MaterialsViewsChina网站亮点先容http://www.materialsviewschina.com/2018/01/27617/）。针对于现实运用中薄膜电容器于高温高压前提下的热不变性问题，课题构成员构建了电-热耦合的相场击穿模子，研究了差别微不雅布局的薄膜电容器的高温介电机能，发明降低电导率较之提高热导对于消解焦耳热效应更有用（Adv. Energy Mater. 2018, 1800509 第一作者为2014级直博生沈忠慧）。三篇文章的通信作者均为沈洋传授。功效复合质料课题组近期的试验事情实现了柔性纳米复合电介质质料的三维布局调控，为聚合物复合薄膜的持续出产奠基了技能基础，并经由过程相场模仿深切解析了极度前提下聚合物复合质料电、热、力多场耦合机制。上述事情理论与工程相联合，为进一步拓展介电电容器于高功率、高储能、高温高压等前提下的运用提供了一种新思绪。

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