布法罗大学 (UB) 的一组研究人员报告了一种实现具有高介电常数和强度的高导热电绝缘聚乙烯的新策略。研究人员将溶液凝胶剪切超高分子量聚乙烯(SUPE) 描述为一种使电绝缘材料成为可能的电绝缘材料，其出色的面内热导率为 10.74 W m-1 K-1，平均介电常数为 4.1。

电导率提高 20 倍

与标准聚合物电介质相比，SUPE透明薄膜优异的导热系数比非应变聚乙烯高20倍，平均介电常数比非应变聚乙烯高约1.8倍。使用这种材料，来自电力电子系统的热通量可以立即消散，从而提高可实现的功率密度和效率。

我们将溶液凝胶剪切 SUPE 材料的介电性能和热导率显着提高归因于超高分子量晶体链的排列和紧密堆积，促进了大量分离的高 k 和高纳米电容器阵列的形成电阻率，DEVCOM 陆军研究实验室的材料工程师Jian Yu 博士解释说。

有前途的电绝缘材料

由于其高导热性和高击穿电压，这种新型 SUPE 聚合物电绝缘体是当今大功率电力系统和先进电子产品的一种很有前途的电绝缘体材料。潜在应用包括用于具有热管理功能的高级电子产品的聚合物绝缘体，例如导体、电路板和可印刷电子产品。

该团队的下一步是探索 SUPE 在需要热管理的电子设备或电子设备上的应用，例如大功率可印刷电子设备、电线护套、5G 电子设备和电缆。

正如我们在研究中所证明的那样，我们的节能聚合物介电材料在广泛的温度和频率范围内具有卓越的导热性、机械和介电耐久性以及可靠性，布法罗大学教授任申强总结道，这些研究结果通过溶液凝胶剪切和晶格应变合理设计层次结构，以及制造轻质、灵活的聚合物，这些聚合物可以塑造成复杂的配置，以安全地应用于高功率电子和灵活的先进电力系统。这项工作的资金由美国陆军研究实验室提供。