纳米颗粒分散在聚合物基体中的聚合物纳米复合材料因其显着改善的整体性能而受到广泛关注，其中纳米颗粒-聚合物界面起着关键作用。然而，了解界面区域的结构和性能仍然是聚合物纳米复合材料的主要挑战。

近日，武汉大学Xin Zhang，清华大学南策文院士，伍伦贡大学Shujun Zhang直接观察到极性聚合物中纳米粒子周围存在两个界面聚合物层，即具有对齐偶极子的内束缚极性层（约10 nm厚）和具有随机取向偶极子的外极性层（超过100 nm厚）。

文章要点

1）研究结果表明，局部纳米颗粒表面电势和颗粒间距离对分子偶极子的影响会导致界面聚合物层具有与本体聚合物不同的极性分子构象。

2）双层界面特征使得聚合物纳米复合材料在超低纳米颗粒负载量下的极性相关性能得到显着增强。

3）通过纳米层压设计最大化内结合极性层的贡献，实现了 86 J/cm³ 的超高介电储能密度，远远优于最先进的聚合物和纳米复合材料。

参考文献

Li, X., He, S., Jiang, Y. et al. Unraveling bilayer interfacial features and their effects in polar polymer nanocomposites. Nat Commun 14, 5707 (2023).

DOI：10.1038/s41467-023-41479-0

https://doi.org/10.1038/s41467-023-41479-0