基于密度泛函和分子动力学筛选,通过改变聚酰亚胺主链结构、含氟取代基位置和聚倍半硅氧烷官能团种类,从单体、小分子合成了理论性能优异的聚酰亚胺基体和纳米填料。通过原位聚合,成功制备了具有低介电常数、低介电损耗、高热稳定性、高击穿强度的聚酰亚胺纳米复合材料。在10-1~107 Hz频率内,介电常数低至***,介电损耗仅为***。目前此材料已作为NV色心量子微波传感器,展现出极低的信号损失(S21=*** dB at *** GHz) 和极大的磁场强度(*** G at *** GHz)。
1、 与商业化聚酰亚胺KAPTON对比,在103 Hz下,介电常数降低了约30%,介电损耗降低了约32%,极低的信号损失提高了电子器件的工作稳定性。
2、 良好的尺寸稳定性(*** ppm/°C)、高玻璃化转化温度(***°C)、极好的耐酸性和较高的击穿强度(*** kV/mm)满足集成电路加工过程涉及的高温、酸性和高压环境。
3、 在可见光波长内(390~780 nm),展现出良好的光透过率,拓展应用空间。
4、 在 GB/T1034-2008吸水性测试种,展现了低至***%的吸湿性,可以满足潮湿环境或水下应用的性能稳定性。
李春忠教授:英国皇家化学会会士,国际先进材料协会会士,2018-2022年科睿唯安跨学科领域全球高被引科学家,教育部长江学者特聘教授,国家杰出青年科学基金获得者,国家“万人计划”科技创新领军人才,纳米材料化工科技部重点领域创新团队负责人,上海市政协常委。入选国家百千万人才工程,国家有突出贡献中青年专家,全国优秀教师,全国优秀科技工作者,教育部跨世纪优秀人才,上海领军人才,上海市“五一”劳动奖章获得者,上海市自然科学牡丹奖,上海市青年科技英才,上海市优秀学科带头人,上海市曙光学者,上海市青年科技启明星。国家自然科学基金委员会第十二、十三届化学科学部专家评审组成员,第八届教育部科技委量子科学与柔性电子专委会委员。
张玲教授: 国家优秀青年科学基金获得者,教育部新世纪优秀人才,上海市领军人才,上海市青年科技英才,上海市曙光学者,上海市青年科技启明星,第八届上海市巾帼创新奖和上海市三八红旗手标兵,中国颗粒学会青年颗粒学奖。主要从事聚合物复合材料的制备及应用研究。获得2017年度上海市技术发明一等奖、2009年度国家科技进步二等奖和2006、2009年度上海市科技进步一等奖等。
评价单位:“科创中国”纳米技术专业科技服务团 (上海市纳米科技与产业发展促进中心)
评价时间:2023-11-15
综合评价
该成果成功制备了具有低介电常数、低介电损耗、高热稳定性、高击穿强度的聚酰亚胺纳米复合材料。对传统介电复合材料行业有一定的引领性作用,技术创新性很强,投资回报比较可靠,目标市场处于成长市场,但该市场内存在多种不同配方的技术产品,产品竞争会很激烈。
另外,因在产品产量的稳定性方面论证不足,要特别预防环保、健康与安全风险,并需要进一步明确原料、产品以及降解产物的生物毒性。进一步提高产品产能,拓展产品相关配伍产品的开发或与相关企业合作。
总体而言,该项目技术思路方向很好,未来市场空间大,有利于当前政策要求,转化成熟度很高,值得支持推广。建议强化相应产品开发,加大产业链开发力度。
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