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“2022 年初,上海疫情的突然爆发,使我们原本匆忙的脚步停了下来,也拥有更多时间来梳理论文。由于抗疫需要,那两个月我一直吃住在办公室,白天与其他教师一起做抗疫志愿者,晚上与主要负责的管清宝老师和论文的各位作者开在线会议,一起反复修改论文。疫情将我们暂时地分隔在不同的空间,但我们守望相助、互相鼓励,共同完成了论文发表。”东华大学材料科学与工程学院游正伟教授表示。

图 | 游正伟(来源:游正伟)

这篇诞生于 2022 年春上海新冠疫情期间的论文,是一个关于阻燃摩擦纳米发电机的成果,其基于高性能的液晶聚合物。

东华大学材料科学与工程学院管清宝副教授表示:“目前我们正和相关龙头企业洽谈产业化推进,希望能生产出拥有完全自主知识产权的液晶聚芳酯,为解决该领域的‘卡脖子’问题贡献我们的力量。同时基于其优良的性能,我们还将根据此次工作里涉及的本征型阻燃性电子器件,去开拓相关领域的新应用,从而在相关技术上占领全球制高点。”

据悉,此次研制的液晶聚芳酯(LCP,Liquid Crystal Polymer),兼具优良加工性、高强度高模量高玻璃化的转变温度,可为新一代航空航天、国防军工、医疗器械和尖端科学提供有先导和保障作用的高性能材料。

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在电子电器领域,其可应用于高密度连接器、基片载体、电容器外壳等。尤其是在当下的 5G 通信行业,液晶聚芳酯薄膜材料在国内外都有着非常旺盛的需求端;在汽车工业领域,可用于汽车燃烧系统元件、燃烧泵、电子元件等;在航空航天领域,则可用于雷达天线屏蔽罩、耐高温耐辐射壳体等领域;而在医疗器械领域,该材料有望发展成为新一代高性能骨科植入物,人工韧带等。

将显著促进本征型阻燃聚合物的发展和应用

摩擦纳米发电机(TENG,Triboelectric Nanogenerator)是近年来新型的前沿技术,在可穿戴自供电设备等领域备受瞩目,优异的电输出性能是其应用的关键,这与材料的介电性能密切相关。

提高聚合物介电常数的典型方法,是引入具有高极性的脂肪族侧链或取代基,这不可避免地会降低耐火性。

该团队发现,可通过使用非线性骨架来改善分子链运动和偶极极化,从而有效解决上述材料特性的矛盾问题。

此次制备的液晶聚芳酯醚(LCPAEE),具有 4.8 的高介电常数,比现有的液晶聚芳酯高 60%,同时可保持大于 450℃ 的优异热稳定性、以及自熄特性。由此制得的本征型耐火 LCP-TENG,表现出较高的电输出性能。

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