نانوکامپوزیتی با خواص دی‌الکتریک و مقاومت حرارتی بالا

محققان با استفاده از نانوورق‌های نیترید بور موفق به ساخت نانوکامپوزیتی شدند که خواص دی‌الکتریک داشته و کاملا انعطاف‌پذیر است. این نانوکامپوزیت برای استفاده در خودروهای برقی مناسب است. این ماده جدید سبک، ارزان و مقاوم در برابر حرارت بوده و ظرفیت ذخیره انرژ

یافته‌های اخیر محققان دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا نشان می‌دهد که می‌توان از پلیمرهای دی‌الکتریک انعطاف‌پذیر برای تولید ادوات ذخیره‌سازی انرژی استفاده کرد. این پلیمرها دارای مقاومت حرارتی بالایی بوده و با وزن‌کمی که دارند می‌تواند در خودروهای الکتریکی مورد استفاده قرار گرفته و در نهایت هزینه‌ تولید را نیز کاهش دهد.
کینگ وانگ از محققان این پروژه می‌گوید: «مواد سرامیکی معمولا به عنوان دی‌الکتریک برای تولید ادوات ذخیره‌سازی انرژی مورد استفاده قرار می‌گیرد اما این مواد بسیار سنگین بوده و از سوی دیگر شکننده هستند. پلیمرها دمای کاری پایینی دارند بنابراین نیازمند یک سیستم خنک کننده بوده که این موضوع موجب افزایش حجم کل سیستم شده و کارایی را کاهش می‌دهند.»
دی‌الکتریک‌ها مواد عایقی هستند که در صورت قرار گرفتن در میدان الکتریکی می‌توانند الکتریسیته را در خود ذخیره کنند. این مواد قادراند به صورت ناگهانی مقادیر زیادی انرژی را آزاد کنند که با این کار نیاز موتور برای روشن شدن تامین می‌شود. همچنین آنها می‌توانند جریان مستقیم باتری را به برق متناوب مورد نیاز موتورها تبدیل کنند.
برای استفاده از دی‌الکتریک‌ها در خودروهای برقی، هواپیماها و تجهیزات نفت و گاز باید موادی مقاوم در برابر حرارت تولید کرد. این گروه تحقیقاتی موفق به ساخت نانوکامپوزیت پلیمری شدند که دارای نانوورق‌هایی از جنس نیترید بور است. ظرفیت ولتاژ این سیستم برای ذخیره انرژی بسیار بالا بوده و امکان کار در دماهای بسیار بالا را نیز دارا است. نتایج این پژوهش در نشریه Nature منتشر شده است.
نانوکامپوزیت نیترید بور می‌تواند در برابر دماهای بالای 480 درجه فارنهایت مقاومت کند که این کار در زیر ولتاژهای بالا نیز قابل انجام است. برای ساخت این مواد تنها کافی است که پلیمر را با نانوورق‌ها ترکیب کرد و سپس با حرارت یا نور کامپوزیت را پخت.
ضخامت این نانوورق‌ها 2 نانومتر و طول آنها 400 نانومتر است بنابراین کاملا انعطاف‌پذیر هستند و خواص دی‌الکتریک خود را نیز حفظ می‌کنند.