日前，陜西科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授劉曉旭在Wiley 雜志社旗下的國(guó)際頂級(jí)期刊Advanced Materials發(fā)表題為“Atomic-Level Matching Metal-Ion Organic Hybrid Interface to Enhance Energy Storage of Polymer-Based Composite Dielectrics”的研究性論文，劉曉旭教授與清華大學(xué)黨智敏教授為共同通訊作者，陜西科技大學(xué)為第一作者和第一通訊作者單位。

該研究在聚酰亞胺（PI）和鈮酸鈣（CNO）納米片之間設(shè)計(jì)了獨(dú)特的新型“金屬離子有機(jī)雜化界面”。該界面中金屬離子不僅能與無(wú)機(jī)CNO實(shí)現(xiàn)原子級(jí)匹配，還能與PI鏈實(shí)現(xiàn)少缺陷的結(jié)構(gòu)匹配，形成均勻而穩(wěn)定的化學(xué)鍵合。該結(jié)果等到了實(shí)驗(yàn)測(cè)試表征和理論計(jì)算的驗(yàn)證，其中“金屬離子有機(jī)雜化界面”可減少了自由體積，并在填料－基質(zhì)界面區(qū)域引入深阱，從而抑制了基于PI基復(fù)合電介質(zhì)中的電場(chǎng)畸變。因此，含有“金屬離子有機(jī)雜化界面”的PI基電介質(zhì)表現(xiàn)出優(yōu)異的儲(chǔ)能性能。在25℃和150℃下，且儲(chǔ)能效率為90%時(shí)，該復(fù)合介質(zhì)的儲(chǔ)能密度分別達(dá)到9.42 J cm³和4.75 J cm³，為純PI的2.6倍和11.6倍。該研究為聚合物基復(fù)合電介質(zhì)的界面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了新的思路。