科创中国

传统介质材料的介电常数为正，基于正介电材料的研究主要集中于介电填料微结构设计和复合材料结构设计两个方面。填料微结构设计可以有效地提高复合材料的击穿强度并降低损耗，但是在介电常数提升方面有待深入探索。叠层高介电材料研究已经开始展现出较好的前景，但要实现协同改善介电常数、击穿强度和损耗则还有很多工作需要开展。随着现代微纳加工技术的进步，具有负介电常数的超构材料（也称超材料）相继出现，为电容器的设计与研发提供了新的思路。近年来，美国将超材料列为“六大颠覆性技术领域之一”加大力度支持，超材料被中国列入首批国家重点研发计划变革性技术专项并继续在“十四五”相关专项加大强度重点支持。凭借负介电常数等负物性参数，超材料在电力电子器件设计、隐身、光学应用等领域展现出独特优势及开发潜力。本项目提出通过无序结构的异质复合材料实现负介电常数，进一步地利用正、负介电层构筑超构电容器，在保持高击穿场强和低损耗的同时，获得高介电常数，有望革新传统电容器的设计原理与制备技术，在关键电子元器件材料设计方面取得突破，进一步助力提升上海电子信息产业能级及城市数字化转型，增强产业自主创新力、核心竞争力和国际影响力。

本项目在国内外首次提出了通过引入具有负介电性能的超材料，构筑具有正、负介电叠层结构的超构电容器这一思路，有望突破高频介电增强极限，获得高介电常数，在理论上具有开创性。本产品在国际上处于先进水平，有望革新传统电容器的设计原理与制备技术。在电动汽车、电力电子器件、脉冲武器等领域具有广阔的市场化应用前景，带来可观的经济效益。

目前全球电容器市场形成了高集中度和高成熟度的产业竞争格局：以村田、TDK等电子元件制造商为代表的日本，在全球电容市场占有率中处于绝对领先，以基美为代表的美国和以三星电机为代表的韩国列居第二梯队，我国尚属第三梯队。特别是在高端电容器市场，日、美等国长期处于垄断地位。我国高端电容器长期依赖进口，成为电子信息技术领域的“卡脖子”难题。本项目利用正、负介电层构筑超构电容器，在保持高击穿场强和低损耗的同时，获得高介电常数，在电动汽车、电力电子器件、脉冲武器等领域具有广阔的市场化应用前景，带来可观的经济效益。本成果适用于消费电子类产品、电动船舶/汽车等领域。

上海海事大学海洋科学与工程学院，是上海海事大学“航运、物流、海洋”三大重点发展领域中海洋类学科的支柱学院。为“海洋强国”“交通强国”“航运强国”等国家战略培养高级海洋专业人才，提供海洋科技支撑。学院现有教职工121人:专任教师90人(教授21人，副教授30人，博士学位占比为98.8%)，实验教师17人、思政教师8人、行政管理人员6人。有国务院特殊津贴专家1人，教育部新世纪优秀人才1人，交通青年科技英才2人，中国科协“青年人才托举工程”国家级人选1人，上海市三八红旗手1人，上海市优秀技术带头人1人，上海市曙光学者2人，上海市领军人才(海外)青年人才项目1人，上海市晨光学者8人，上海市青年科技英才扬帆计划5人，上海市青年拔尖人才1人，上海市水务海洋青年科技英才2人，上海市水务海洋行业青年拔尖人才3人等国家级及省部级人才，共计50余人次。

本项目利用正、负介电层构筑超构电容器，在保持高击穿场强和低损耗的同时，获得高介电常数，在国际上处于先进水平，有望革新传统电容器的设计原理与制备技术。在电动汽车、电力电子器件、脉冲武器等领域具有广阔的市场化应用前景，带来可观的经济效益。

本项目意向转化方式为技术服务、技术转化、合作开发等方式开展合作交易，具体面议。