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【学术聚焦】2022年第15期:姜明副教授团队在介电开关材料领域取得重要研究进展

通讯员:毛成兴来源:材料科学与工程学院 阅读:发布时间:2022-08-27审稿:侯畅

8月26日,材料领域国际顶级期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)在线发表我校材料学院姜明副教授团队在热响应介电材料领域的重要进展,相关工作以“Ultra-Tough Room-Temperature Dielectric Switching Ionic Gels with Long-Cycle Stability”为题发表在Advanced Functional Materials(DOI:https://doi.org/10.1002/adfm.202207452)。武汉纺织大学为该论文的第一署名单位,材料学院姜明副教授为论文唯一通讯作者,材料学院硕士研究生龚钰铁为论文第一作者。该项工作得到了国家自然科学基金(51503158)的资助。

作为下一代智能电子传感设备的关键材料之一,当前热响应介电材料面临两个关键挑战:机械韧性不足以及缺乏高介电开关比、良好的机械性能和长循环稳定性的有机结合。在此,姜明团队提出了一种新的可扩展策略,用于设计新型热响应介电开关材料,该凝胶材料基于一种首次被提出的双介电开关机理,同时将各种特性(例如有高室温介电开关比、出色的机械性能和良好的高低温循环稳定性)集成到一种凝胶中。界面结构演化诱导的双介电开关机制使得离子凝胶可以轻松实现显著的可逆介电双稳态、高于150的高介电开关比、约15℃宽的热滞回线、可调节的室温介电转变行为、优异的延展性、理想的高机械强度以及1000次以上的高循环稳定性。

这种一体化设计增强了介电开关凝胶应对多种应用场景的适应性、耐用性和使用寿命。再加上简单和低能耗的制造工艺和可回收的热塑性聚合物基体,从而有助于节约能源和降低成本,该研究为构建理想的热响应介电开关材料提供了一种可行且可升级的高效策略。

图:SOTG的介电开关行为

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编辑:程鹏
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