我国在聚合物电工在允许电压下不导电的材料研究领域取得重大突破
在航空电子,汽车工业,地下油气勘探和高级推进系统等众多高功率、高电流和高温应用领域,对于介电电容器的高温能力都有着迫切需求。3月2日,国际顶级学术期刊《自然(Nature)》刊发上海交通大学化学化工学院黄兴溢教授团队与合作者的最新研究成果,我国在聚合物电工在允许电压下不导电的材料研究领域取得重大突破,相关发明专利已获得授权。
介电电容器是组成现代电子电路的基本元件,其工作原理是通过将相反的电荷利用绝缘电介质材料隔离,实现电能的储存和转换。
以混合动力汽车为例,引擎罩下的温度可能超过140 °C,材料在高电场下电导电流随电场强度增加呈指数增大,会产生大量的焦耳热。由于传统的聚合物介电材料的导热系数普遍较低,会造成介质温度快速升高,进而引起电导指数增加、耐电强度急速降低等连锁反应,从而造成器件、装备失效等严重问题。因此,“绝缘和导热的互为矛盾”成为制约聚合物材料在先端电气电子装备发展的瓶颈问题之一。
尽管能够最终靠引入纳米添加等方式,增加聚合物电介质的导热系数,但这又往往以牺牲耐电强度为代价,更重要的是纳米添加给薄膜制造工艺带来极大挑战。因此,开发耐高温、本征高导热的聚合物电介质薄膜是最好选择。
基于这个挑战,黄兴溢团队设计了一种含氟缺陷的双链结构共聚物,该共聚物通过π-π堆叠作用自组装成高度有序阵列,实现在垂直平面方向表现出高于现有聚合物10倍的导热系数。
电极化储能测试表明,设计的双链聚合物在高温下的放电单位体积内的包含的能量超过当前最先进的商品双向拉伸聚丙烯5倍。同时采用红外相机直观观察到,在高导热的双链聚合物薄膜中未出现局部热积聚现象,结合模拟电介质薄膜电容器芯子的热场分布,发现薄膜电容芯子的中心温度未明显上升,充-放电循环更稳定,实验也证明连续充-放电循环寿命是聚酰醚亚胺薄膜的6倍。
值得一提的是,设计的聚合物的碳含量相比来说较低,这赋予了其优异的自愈性,电镜图像清晰显示了电击穿区域四周的铝金属电极被蒸发除去,碳化通道孤立于金属电极,击穿后的金属化聚合物薄膜整体仍保持高绝缘性。自愈后的储能性没再次出现明显劣化,仍能进行10000次的连续充-放电循环。
黄兴溢教授和王庆教授为该研究成果的通讯作者,陈杰助理研究员、周垚博士和黄兴溢教授为共同第一作者,上海交通大学为论文的第一完成单位。
今年7月,国务院学位委员会发布了《新增博士硕士学位授权审核专家核查及评议结果公示》,与2020年上一轮评审相比,本轮评审拟大幅新增博士点831个。这在某种程度上预示着博士生培养规模将进一步扩大。
日前,国家发改委发布2024年全国优化营商环境十大创新实践案例,一大批具有创新意义、可复制可推广的典型案例脱颖而出。
10月14日是第55个世界标准日。今年世界标准日的主题为“美好世界的共同愿景”,中国主题为“强化标准引领,促进高水平质量的发展”。
我国探月工程在不断书写月球探测新篇章的过程中铸就的探月精神,既是“两弹一星”精神、载人航天精神的传承和延续,又富有鲜明的新时代特质。
14日16时许,随着一声响亮的汽笛,首趟中老铁路“京滇·澜湄线吨老挝香蕉从云南省昆明市王家营西站驶出,一路向北京市平谷区疾驰,标志着中老铁路国际冷链班列暨“京滇·澜湄线”国际货运列车正式开行,打通了一条连接中国北京、云南与东南亚国家的国际货运通道。
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最近一个特殊门诊引发社会关注。新闻媒体报道,10月8日,上海某研究机构设立的“空间与数学学习困难门诊”正式开诊。
近年来,昭通积极构建“政府引导+平台推动+政策赋能+管家服务”的返乡创业“昭通模式”,推出促进创业就业“二十条措施”。2023年以来,昭通回引6.59万人返乡创业,带动18.64万人就地就近就业。
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一颗来自熔融行星核心的铁陨石(左)和一颗来自原始未熔融行星的球粒陨石(右)。当人们在寻找宇宙中别的可能孕育生命的行星时,了解这些挥发性物质是如何被输送到行星表面的知识将至关重要。
制出清洁氢气的同时发现3D石墨烯(显微镜图)。这项研究为石墨烯的应用开辟了更多可能性,其中最重要的用途之一是研制锂硫电池。研究团队随后意外地发现,直径仅为人头发丝千分之一的微型管阵列,在没有另外加电源的情况下产生了电信号。
邓秀新、刘旭、张守攻、陈温福、金宁一、张洪程、蒋剑春、包振民、张佳宝9位中国工程院院士走进黑土地,围绕粮食增产、黑土保护等关键领域开展调研。院士们边走边看,对黑龙江省农科院通过优选品种、菌肥培土、大垄密植等一系列科学管理措施取得的成效,给予高度评价。
10月11日10时39分,我国在东风着陆场成功回收首颗可重复使用返回式技术试验卫星——实践十九号卫星。卫星搭载的植物及微生物育种载荷、自主可控和新技术验证试验载荷、空间科学实验载荷、社会公益和文化创意载荷等回收类载荷已全部顺利回收。
我们身边有不少朋友爱玩电子游戏,有时为通关甚至不惜晚睡熬夜。熬夜意味着睡眠时间大幅度减少,睡眠质量严重下降,这样不仅会影响工作状态和学习效率,还会损害身体健康。
据最新一期《风湿病学》杂志发表的一项研究表明,多摄入一些,或能为心脏健康加分。为降低心血管风险,目前医生给出的建议大都与减少炎症有关,包括少服用可的松药物、不吸烟、降低胆固醇,和控制高血压等。
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