来自可溶液加工的共价有机框架的高度灵活的介电膜
Milinda C Senarathna1, He Li2,3, Sachini D Perera1
1Department of Chemistry and Biochemistry, University of Texas at Dallas, 800 West Campbell Road, Richardson, TX 75080, USA.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|October 18, 2023
概括
研究人员开发了一种孔隙工程方法,以提高共价有机框架 (COF) 的可处理性. 这一创新产生了灵活的,晶体的COF薄膜,适用于先进的介电装置和储能应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 共价有机框架 (COFs) 显示出对各种应用的前景.
- 由于COF的溶液可加工性较差,目前限制了它们的广泛使用.
- 开发可加工的COF对于推进材料应用至关重要.
研究的目的:
- 设计共价有机框架 (COFs) 以提高解决方案的可加工性.
- 使用水友性侧链制造柔性,晶体的COF薄膜.
- 评估改造的COF的机械和介电性质.
主要方法:
- 使用水友性侧链,对和β-胺相关的COF进行孔隙工程.
- 独立的COF薄膜 (COF-PEO-3和TFP-PEO-3) 的制造.
- 机械特性 (Young的模量) 和介电性质的评估.
主要成果:
- 成功提高了COF的可加工性和可溶性.
- 制造出柔性,结晶的COF薄膜,其Young的模块为391.7MPa (COF-PEO-3) 和1034.7MPa (TFP-PEO-3). 这种薄膜的压力可以达到1034.7MPa.
- 在TFP-PEO-3薄膜电容器中证明了高介电常数和断裂强度,达到11.22 J cm−3的放电能量密度.
结论:
- 已经建立了一种生产可处理溶液的COF和柔性薄膜的一般方法.
- 设计的COF具有出色的机械性能,适合用于介电装置.
- 这些进步为灵活的电子和储能应用提供了巨大的潜力.
