روش جدید ارائه شده توسط پژوهشگران موسسه فناوریGeorgia برای ساخت فیلمهای نانوذرات باریم تیتانات در مخلوط پلیمر، ساخت خازنهای پیشرفته‌ای را که قابلیت ذخیره‌سازی آنها دو برابر خازنهای موجود است امکان‌پذیر می‌کند. خازنهای پیشرفته می‌توانند در ابزارهای مصرفی نظیر تلفن‌های سلولی ودر کاربردهایی که علاوه بر ذخیره‌سازی بالای انرژی به تخلیه سریع جریان نیز نیاز است بکار روند.
روش جدید فرآوری نانوکامپوزیت‌ها جهت ساخت خازنهای پیشرفته
روش جدید ارائه شده توسط پژوهشگران موسسه فناوریGeorgia برای ساخت فیلمهای
نانوذرات باریم تیتانات در مخلوط پلیمر، ساخت خازنهای پیشرفته‌ای را که قابلیت
ذخیره‌سازی آنها دو برابر خازنهای موجود است امکان‌پذیر می‌کند.
خازنهای پیشرفته می‌توانند در ابزارهای مصرفی نظیر تلفن‌های سلولی ودر
کاربردهایی که علاوه بر ذخیره‌سازی بالای انرژی به تخلیه سریع جریان نیز نیاز
است بکار روند.
بخاطر خواص دی‌الکتریک بالا، استفاده از باریم تیتانات در خازنها بسیار مورد
توجه قرار دارد، اما تاکنون دانشمندان علم مواد قادر به پراکندن و توزیع
یکنواخت این مواد در بستر پلیمرها نبودند.
پژوهشگران توانستند با استفاده از اسیدهای آلی فسفونیک برای کپسوله‌کردن و
تغییر سطح نانوذرات مذکور، بر مشکل پراکندگی آنها به منظور تشکیل نانوکامپوزیت‌های
یکنواخت غلبه کنند.
نانوکامپوزیت‌های حاصل دارای ترکیبی عالی از ثابت دی‌الکتریک و استحکام شکست دی‌الکتریک
بالا هستند که برای خازنها و کاربردهای مرتبط، مقدار انرژیی که می‌توان در ماده
ذخیره کرد به این دو فاکتور بستگی دارد.
نانوکامپوزیت‌های جدید در فرکانس‌های بالاتر از یک مگا هرتز هم آزمایش شدند و
انتظار می‌رود در فرکانس‌های بالاتر هم جواب بدهند. این نتایج در شماره اخیر
مجله Advanced Materials به چاپ رسیده است.
امکان پخش یکنواخت نانوذرات با دانسیته بالا در مخلوط پلیمری کلید توسعه خازنهای
فیلم نازک با ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی بالاتر می‌باشد.
به هر حال نانوذراتی مانند باریم تیتانات تمایل دارند به شکل متراکم درآیند که
توانایی نانوکامپوزیت‌ها را برای مقاومت و پایداری در برابر شکست الکتریکی کاهش می‌دهد.
گروههای پژوهشی دیگر نیز موضوع پراکندگی را در پوشش‌های سطحی متفاوت بررسی کردند؛
اما پوشش‌های آنها در طول فرآوری جدا می‌شدند.
تیم پژوهشی موسسه Georgia تصمیم به ساخت بافتی با استفاده از اسیدهای آلی فسفونیک
برای کپسوله‌کردن ذرات گرفتند.
لیگاندهای اسید آلی فسفونیک مناسبی طراحی و سنتز شدند و پوششی قوی برای ذرات فراهم
کردند که قطر آنها بین ۱۲۰-۳۰ نانومتر بود. اسید فسفونیک خیلی خوب به باریم تیتانات
و دیگر اکسید های فلزی مرتبط می‌چسبد.
انتخاب این ماده و لیگاندها عامل موثری بود که اجازه برداشتن اسیدهای فسفونیک مناسب،
قراردادن آنها بر روی باریم تیتانات وسپس ترکیب کردن آنها در سیستم‌های پلیمری به
کمک فرآوری محلولی مناسب را می‌داد.
این باعث شد سازگاری خوب و در نتیجه پراکندگی بسیار خوب با گروههای پلیمری ایجاد
شود که دلیل آن کاهش میانگین اندازه ذرات بهم چسبیده در حدود۳ تا ۴ برابر بود.
علاوه بر خازنها حوزه‌های کاربردی بسیاری از قبیل ترانزیستورهای اثر میدان،
نمایشگرها و سایر تجهیزات الکتریکی وجود دارند که مواد با دی‌الکتریک بالا در آنها
اهمیت زیادی دارند.
