PDF《自然科学奖 推荐书》

130 余篇,ESI 高被引 论文

5 篇/H 指数 52.

8 篇代表作在 SCI 刊物他引

1775 次, 授权专利

15 项, 成果被 《Materials Today》 、 美国西北大学 T.J. Marks 教授(美国三院院士)等在著名刊物进行专题报道或重点评述. 期间

1 人获中科 院院士、1 人获国家杰青、1 人获国家优青、1 人获北京高校青年英才.发起并担任国际期刊《IET Nanodielectrics》主编,担任中国复合材料学会介电高分子复合材料及应用专委会主任等,连续

5 年入 选Elsevier 数据库材料领域中国高被引学者.

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三、重要科学发现 1. 重要科学发现(限5页) 本项目属于材料学功能复合材料应用基础研究领域. 有机薄膜电容器在电能质量优化和电力电子技术创新等诸多领域有重要应用,特别是高储能薄膜电 容器是电磁弹射武器和高端电源等发展 卡脖子 的 瓶颈 技术.制约薄膜电容器储能密度的核心是 电介质材料介电常数和击穿场强的调控, 线性电介质的最大储能密度由 决定, 但电介质材 料存在介电常数( )和击穿场强( )难以同步提高的内禀性矛盾, 从材料结构设计探寻提高材料介电常数 和击穿电场的理论与方法是该领域的关键科学问题. 本项目始于

2002 年, 系统研究了电极化储能复合电 介质材料结构性能联调的基础理论与方法,开展了储能介质薄膜规模化制备的精细结构控制和器件性能 研究,揭示了聚合物复合电介质介电性能调控的若干物理机制,完善了电介质物理理论.研究成果对储 能电介质材料及电介质物理领域做出了开拓性贡献.重要发现点及相互关系如图

1 所示,发现点详细论 述如下: 图1. 主要发现点及相互之间的关系 发现点 1. 纳尺度碳系填料/聚合物复合电介质材料介电性能调控理论与策略 国际上率先建立了基于纳尺度碳系(一维碳管和二维石墨烯)填料构建高介电常数聚合物基复合电 介质材料体系,发现了在低逾渗值时通过诱导游弋电子在纳尺度碳系填料与聚合物界面区的有效聚集是 获得巨介电效应的物理本质;

揭示了应力作用下复合电介质材料介电特性的演化规律,提出了构建纳尺 度碳材料/聚合物复合电介质体系高介电效应的理论框架;

通过引入球形无机纳米介电相, 提出了一种构 建具有高介电、低损耗、高击穿特性三相复合电介质材料的方法,实现了介电参数的有效集成调控.(功 能复合材料,代表作

1、

2、3 和专利 1) (1) 国际上首次提出和设计了巨介电常数的一维/二维纳尺度碳系填料/聚合物柔性复合电介质材料, 基于复合电介质界面特性和极化特性系统解释了产生巨介电常数的原因,主要归因于界面区显著的离域 极化、诱导偶极极化及介观尺度范围内大量微电容的形成.传统提高聚合物材料介电常数的方法存在聚 合物结构设计复杂和合成工艺困难等问题;

通过复合的方法存在填充颗粒用量大、介电常数提升缓慢、 并严重影响材料的柔韧性和加工性等问题.与传统利用逾渗效应提高材料的介电常数相比较,利用申请 人发展的方法,对高长径比碳纳米管进行表面化学接枝改性或者对高面厚比石墨烯进行表面化学改性, 实现了在低填充浓度时纳尺度碳系填料/聚合物复合电介质具有显著增加的介电常数(最高介电达到 4000).这种结构设计的优点在于:一是赋予了碳管或石墨烯中的电子更大的离域空间,利于大幅提高复 合电介质的介电常数;