发明“柔性绝缘体”具有高强度和优良的导热性能!


莱斯大学布朗工程学院(Brown College of Engineering)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质材料。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”纳米片提供了一种能够承受普通电介质分解热的导热网络、电池中的极化绝缘体以及用于分离正负电极的其他装置。材料科学家Plikel Agayan实验室的发现发表在[0x9A8b]上。

Ajayan实验室的研究科学家M.M.Rahman和博士后研究员Anand Puthirat领导了这项研究,以解决下一代电子产品所带来的挑战:媒体必须薄、硬、灵活,并且能够承受恶劣的环境。拉赫曼谈到这种常见的材料时说:“陶瓷是一种很好的介电材料,但其机械性能却非常脆弱。”另一方面,聚合物是一种具有良好力学性能的良好介质,但其耐热性很低。氮化硼是一种电绝缘体,但它能很好地散热。

莱斯大学的研究科学家M.M.Rahman持有一种由聚合物纳米纤维和氮化硼组成的柔性介质。这种新型材料耐高温,是柔性电子产品、储能设备和热冲击大的电子设备的理想材料。图片:杰夫菲特洛/莱斯大学

当聚合物纳米纤维与氮化硼结合时,获得具有优异机械性能,热稳定性和化学稳定性的材料。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 - 氮化硼复合材料的散热效果是单一聚合物的四倍。最简单的形式是通过范德华力将一层聚芳酰胺纳米纤维与少量氮化硼片结合,占最终产品重量的10%。

片材的厚度恰好足以形成散热网络,这仍然允许复合材料保持其柔韧性,甚至可折叠性,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。这种材料是可伸缩的,应该很容易纳入生产。