Fleksibel dielektrisk polymer kan tåle varmen

Let fremstillet, lavpris, let, fleksible dielektriske polymerer, der kan fungere ved høje temperaturer, kan være løsningen på energilagring og strømkonvertering i elektriske køretøjer og andre applikationer med høj temperatur, ifølge et team af Penn State -ingeniører.

"Keramik er normalt valget til energilagring dielektrik til applikationer ved høje temperaturer, men de er tunge, vægt er en overvejelse, og de er ofte også sprøde, "sagde Qing Wang, professor i materialevidenskab og teknik, Penn State. "Polymerer har en lav arbejdstemperatur, og derfor skal du tilføje et kølesystem, øge lydstyrken, så systemeffektiviteten falder, og pålideligheden også. "

Dielektri er materialer, der ikke leder elektricitet, men når de udsættes for et elektrisk felt, opbevare elektricitet. De kan frigive energi meget hurtigt for at tilfredsstille motorstart eller for at konvertere jævnstrømmen i batterier til den vekselstrøm, der er nødvendig for at drive motorer.

Applikationer som hybrid- og elbiler, luftfartselektronik og underjordisk gas- og olieefterforskningsudstyr kræver materialer til at modstå høje temperaturer. Forskerne udviklede en tværbundet polymer nanokomposit indeholdende bornitrid nanosheets. Dette materiale har højspændingskapacitet til energilagring ved forhøjede temperaturer og kan også være fotomønstret og fleksibelt. Forskerne rapporterer deres resultater i en nylig udgave af Natur .

Denne bornitridpolymerkomposit kan modstå temperaturer på mere end 480 grader Fahrenheit under anvendelse af høje spændinger. Materialet fremstilles let ved at blande polymeren og nanosfolierne og derefter hærde polymeren enten med varme eller lys for at skabe tværbindinger. Fordi nanosheeterne er små - cirka 2 nanometer i tykkelse og 400 nanometer i sidestørrelse, materialet forbliver fleksibelt, men kombinationen giver unikke dielektriske egenskaber, som inkluderer højere spændingsevne, varmebestandighed og bøjelighed.

"Vores næste trin er at prøve at lave dette materiale i stor skala og sætte det i en rigtig applikation, "sagde Wang." Teoretisk set, der er ingen præcis skalerbarhedsgrænse. "