BaTiO3 Nanoparticles Coated with Polyurethane and SiO2 for Enhanced Dielectric Properties

纳米复合材料 电介质 材料科学 纳米颗粒 介电常数 聚合物 高-κ电介质 介电损耗 聚合物纳米复合材料 极化(电化学) 复合材料 纳米技术 光电子学 物理化学 化学
作者
Xinhua Wang,You Yuan,Donglin Chen,Bowen Sun,Jun Qian,Xiaoyun Liu,Peiyuan Zuo,Yi Chen,Qixin Zhuang
出处
期刊:ACS applied nano materials [American Chemical Society]
卷期号:6 (4): 2615-2624 被引量:15
标识
DOI:10.1021/acsanm.2c05042
摘要

Core–shell structures are commonly employed in dielectric nanocomposites to improve the energy storage capacity of polymers. However, few studies have focused on organic–inorganic double-layered shell structures. Thus, there is an urgent need to elucidate the detailed effects of the flexible segment of polymer shells and inorganic shells on the dielectric properties. Herein, we synthesized a hierarchical core–double shell BT/PU/SiO2 nanofiller with a thickness of 3–5 nm PU and 15 nm SiO2 layers. This unique shell structure possesses a gradient permittivity that regularly decreases from the inside to the outside of shells. Detailed electrical characterizations reveal that the intermediate PU shell with shorter flexible segments can limit the carrier migration and thus decrease the dielectric loss. The interfacial polarization in double-layered BT/PU/SiO2 is beneficial to improve the dielectric constant of the as-prepared nanocomposites. COMSOL Multiphysics simulation results also confirm that the delicate structure enables the internal electric field more homogeneous, which enhances the breakdown strength owing to its gradient dielectric constant. In addition, the dielectric loss of BT/PU/SiO2-PVDF is 0.032 when the filling is <4 wt %, which is only 45% compared with that of BT-PVDF. Meanwhile, the energy density of the nanocomposite reaches 7.41 J cm–3, which is 1.74 times higher than that of pure PVDF (2.7 J cm–3). Accordingly, our current work provides insight into the design of hierarchical core–double shell nanoparticles and their derived polymer nanocomposite capacitors for high-energy-density storage applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
bwlldw发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
Owen应助haha采纳,获得10
3秒前
山大琦子发布了新的文献求助10
3秒前
zh发布了新的文献求助10
4秒前
自行车发布了新的文献求助10
4秒前
心静完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
Dean应助Hedy采纳,获得100
5秒前
二二Candy发布了新的文献求助10
5秒前
Annie发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
ming发布了新的文献求助10
6秒前
ding应助葡萄橘子采纳,获得10
7秒前
7秒前
无花果应助樱桃采纳,获得10
7秒前
英俊的铭应助腼腆的若剑采纳,获得10
7秒前
丘比特应助xiaohan采纳,获得10
7秒前
zhb发布了新的文献求助10
8秒前
杏苏散发布了新的文献求助10
8秒前
司空元正发布了新的文献求助10
8秒前
YSK819发布了新的文献求助30
9秒前
自行车完成签到,获得积分10
9秒前
可爱的函函应助肚肚采纳,获得10
9秒前
9秒前
科研通AI6.2应助掏粪男孩采纳,获得10
10秒前
天天发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
Lee完成签到,获得积分10
11秒前
感动水杯发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
13秒前
rinbrado完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
科研通AI6.2应助Annie采纳,获得30
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Relation between chemical structure and local anesthetic action: tertiary alkylamine derivatives of diphenylhydantoin 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Principles of town planning : translating concepts to applications 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6064533
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7896867
关于积分的说明 16317845
捐赠科研通 5207313
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2785793
邀请新用户注册赠送积分活动 1768590
关于科研通互助平台的介绍 1647553