電子產(chǎn)品需求的激增導致大量電子垃圾的產(chǎn)生，對環(huán)境造成了不利影響。迫切需要轉(zhuǎn)向可再生和環(huán)保材料，這對于促進綠色循環(huán)經(jīng)濟至關重要。
在此，萊斯大學Muhammad M. Rahman使用藻類衍生的碳水化合物生物聚合物（海藻酸鹽）和氮化硼納米片（BNNS）開發(fā)了一種多功能生物納米復合材料，可輕松用作多功能介電材料。
文章要點
1）研究人員采用的合理設計原理包括通過水凝膠鑄造對超高負載的 BNNS 進行空間鎖定，然后通過溶劑蒸發(fā)、連續(xù)交聯(lián)工程和熱壓進行逐層組裝。
2）利用 BNNS 的分層組裝和海藻酸鹽與 BNNS 的分子相互作用來實現(xiàn)協(xié)同材料特性，具有出色的機械強度（拉伸強度 ～135 MPa，楊氏模量 ～18 GPa）、柔韌性、熱導率（～4.5 W m?1 K?1 ）、阻燃性和介電性能（介電常數(shù) ～7、介電強度 ～400 V/μm 和最大能量密度 ～4.33 J/cm3 ），優(yōu)于傳統(tǒng)的合成聚合物電介質(zhì)。
3）利用所設計的生物納米復合材料的協(xié)同材料特性來展示其在綠色電子應用（例如超級電容器和柔性互連）中的潛力。由我們設計的生物納米復合材料上的氣溶膠噴射印刷單壁碳納米管電極組成的超級電容器裝置表現(xiàn)出約 7 F/cm3 的體積電容和強大的倍率性能，而印刷的銀互連線在各種變形狀態(tài)（即彎曲或撓曲）下均保持導電性。
參考文獻
M.A.S.R. Saadi, et al, Algae-Derived Nacre-like Dielectric Bionanocomposite with High Loading Hexagonal Boron Nitride for Green Electronics, ACS Nano, 2024
DOI: 10.1021/acsnano.4c09365
https://doi.org/10.1021/acsnano.4c09365
