Сверхтонкий диэлектрик выдерживает температуру свыше 200 градусов

Лeгкий и свeрxтoнкий пoлимeрный мaтeриaл для xрaнeния энeргии в гибкoй элeктрoникe, элeктрoмoбиляx и лeтaтeльныx aппaрaтax сoздaн в Унивeрситeтe Пeнсильвaнии.

«Этo oднo из   прoвeдeннoгo нaми рядa исслeдoвaний с   высoкoтeмпeрaтурными диэлeктрикaми для кoндeнсaтoрoв,   — скaзaл прoфeссoр Цин Вaн.   —   Рaнee мы   рaзрaбoтaли кoмпoзициoнный мaтeриaл из   нaнoлистoв нитридa бора и   диэлектрических полимеров, но   поняли, что есть существенные проблемы с   экономичным масштабированием этого материала».

Производство материалов в   промышленных масштабах часто становится проблемой, определяющей дальнейшую судьбу новых двумерных материалов. С   одной стороны, они обладают уникальными свойствами, но   с   другой   — их   невыгодно производить.

Для решения этой проблемы лаборатория профессора Вана использовала двумерные кристаллы.

«Это первый серьезный эксперимент, в   котором мягкий полимерный материал и   жесткий двумерный кристалл объединились, чтобы создать функциональное диэлектрическое устройство».

При помощи технологии химического осаждения из   паровой фазы ученые создали многослойные гексагональные нанокристаллические пленки из   нитрида бора, нанесли их   на   обе стороны полиуретановой пленки и   скрепили под давлением в   трехслойный «сэндвич». В   результате оказалось, что одного только давления достаточно для изготовления прочной пленки, которую можно производить по   высокоэффективной рулонной технологии.

Гексагональный нитрид бора   — это материал с   широкой энергетической зоной и   высокой механической прочностью. Он   может быть хорошим изолятором и   защищает полиуретановую пленку от   пробоя диэлектрика при высоких температурах, что обычно приводит к   выходу из   строя других полимерных конденсаторов. При температурах выше 80   градусов Цельсия лучшие из   коммерчески доступных полимеров начинают терять эффективность, но   изобретение ученых Пенсильвании способно работать при 200   градусах и   выше, сохраняя стабильность в   55   000 циклов заряда/разряда, пишет Phys.org.

«Теоретически,   — говорит профессор Ван,   — все высокопроизводительные полимеры, которые производятся в   промышленных масштабах, могут быть покрыты нанолистами бора, блокирующими заряд. Думаю, в   будущем это позволит коммерциализировать нашу технологию».

Из   того   же гексагонального нитрида бора, сферических молекул углерода C60 и   слоев графена команда американских ученых создала легкие и   прочные гибридные транзисторы. Они похожи на   кремниевые, но   более стабильные и   гибкие.

Комментарии и уведомления в настоящее время закрыты..

Комментарии закрыты.