日前,北京科技大学查俊伟教授课题组在前期工作(J. Mater. Chem. C, 2022, 10, 11307-11315.),(Energy Environ. Mater. 2023, 6, e12427.)和(Adv. Mater. 2023, 35, 2207451.)以及他人研究工作的基础之上,分享了对动态PI现状和未来趋势的观点和观点。首先介绍了动态PI在应用过程中的主要损伤形式,并提出了解决这些问题的初步策略和方案。从根本上指出了动态PI开发所面临的瓶颈问题,并评估了各种损伤形式与方法通用性之间的关系。强调了动态PI处理电损伤的潜在机制,并讨论了解决电损伤的几种可行的前瞻性方案。最后,对电气绝缘中动态PI的系统、挑战和解决方案提出了详细的展望和未来发展方向。
图1 聚酰亚胺电介质的应用及智能特性的发展。
图2聚酰亚胺电介质的电击穿及电晕损伤过程。
图3 动态聚酰亚胺基因单元及连接酶的创新性思想。
图4动态聚酰亚胺电击穿及电晕损伤机理。
作者认为在了解PI材料的多种损伤形式后,有必要充分探讨各种损伤类型之间的关系。然后,确定使用动态共价键、动态交联网络结构、离子聚合或本征愈合是否能够开发出完全闭环可重复利用的PI。此外,应客观评估被回收、修复PI材料的各项性能指标,以确定它们是否仍然具有支撑再次利用的特性并延长材料使用寿命。作者还提出通过调控PI预聚物的结构和性能来实现PI聚合物整体特性的提升,对于刚性聚合物(如PI)的修复,由于修复条件的苛刻和复杂性,提出了“可自修复”或“可自愈合”的适应性新概念,其目的是更准确地解释这一类刚性材料的动态特性,并向读者展示优化的处理思路和方法。本工作近期以“Rising of Dynamic Polyimide Materials: A Versatile Dielectric for Electrical and Electronic Applications”为题发表于Advanced Materials (Doi:10.1002/adma.202301185)上。第一作者为北京科技大学万宝全博士,通讯作者为北京科技大学查俊伟教授。
相关工作链接:
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2022/tc/d2tc01605b
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/eem2.12427
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adma.202207451
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202301185
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