新颖高分子材料 可制造折叠显示萤幕

【大纪元8月24日讯】（大纪元记者李紫云编译报导）传统电池的体积庞大且沉重，一群宾州州立大学的科学家研发一种高分子电池材料，高分子电池的轻便未来有可能取代传统电池，也可能替软性电子（Flexible Electronic）开辟新方向，比如制造可折叠的电脑萤幕等。

据宾州州立大学材料科学与工程学系的王庆（Qing Wang，音译）副教授和他的研究小组，在今年美国化学学会会议上发表两篇论文，一篇是相关于可调功率密度的高分子材料，而另一篇是相关于可作为电容储存电力的奈米陶瓷复合材料。

他们所研发新的高分子材料是氟氯碳氢化合物，因为在氟碳氢化合物中之一的三氟氯乙烯（chlorotrifluoroethylene）在常温下具有很高的介电常数（permittivity）。而介电常数是衡量在一个电场下物质储存电荷的能力，也是作为在电容中有效物质储存电力的指标。他们研究发现藉由调整高分子的化学组成和比例，可以调整其介电性质和能量密度。

另外，由于此种新研发的高分子材料具有铁电性质（ferroelectric），所以他们将铁电性高分子（ferroelectric polymer）加入奈米陶瓷材料，进一步提高能量密度。因为一般陶瓷的介电常数比聚合物（高分子）的还要高，所以他们认为结合具高电击穿强度（electric breakdown strength）的高分子和高介电常数的陶瓷材料所产生的复合物，将可以作为大型能量储存的电容（电池）。所谓的电击穿强度是指材料在电场作用下不致被破坏所能承受最高的电场强度。所以越高电击穿强度的材质越适合作为电容。

所谓铁电性是指某些非导电的晶体或电介质自发产生电极化的性质，极化方向随外加电场的方向而改变。

王教授说：“要想均匀分散的陶瓷奈米粒子而又能使得介电常数相匹配，是一件不容易做到的事情。”如果两种材料的电性不匹配，两者间的介面在高电场下会破裂，因此降低储存能量的能力。所以他们藉由加进官能基改变材料，来微调高分子基体中的介电常数，他们也尝试控制两者混合的均匀分散性。

最后，王教授认为他们所研发的新材料不仅可作为电容器（电池），还可运用在混合动力汽车上，以取代传统沉重的电池，使汽车可以跑得更快更久。

另外也可以作为目前电脑IC电路上使用的介电二氧化硅层，因为此种新材料是常温下制造的高分子，它们容易制造且具韧性，未来可以作为软性电子（Flexible Electronic）的应用，例如可折叠的萤幕和电脑部件。***

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