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Carbon v.132, 2018년, pp.152 - 156   SCI SCIE
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Core@double-shells nanowires strategy for simultaneously improving dielectric constants and suppressing losses of poly(vinylidene fluoride) nanocomposites

Yang, Minhao (Laboratoire de Mécanique des Sols, Structures et Matériaux, CNRS UMR 8579, Centrale-Supélec, Université ) ; Hu, Chaohe (Paris-Saclay, 8-10 rue Joliot Curie, Gif-sur-Yvette, 91190, France ) ; Zhao, Hang (Laboratoire de Mécanique des Sols, Structures et Matériaux, CNRS UMR 8579, Centrale-Supélec, Université ) ; Haghi-Ashtiani, Paul (Paris-Saclay, 8-10 rue Joliot Curie, Gif-sur-Yvette, 91190, France ) ; He, Delong (State Key Lab Incubation Base of Photoelectric Technology and Functional Materials, International Collaborative Center on Photoelectric Technology and Nano Functional Materials, Northwest University, Xi'an, 710069, China ) ; Yang, Yu (Laboratoire de Mécanique des Sols, Structures et Matériaux, CNRS UMR 8579, Centrale-Supélec, Université ) ; Yuan, Jinkai (Paris-Saclay, 8-10 rue Joliot Curie, Gif-sur-Yvette, 91190, France ) ; Bai, Jinbo (Laboratoire de Mécanique des Sols, Structures et Matériaux, CNRS UMR 8579, Centrale-Supélec, Université ) ;
  • 초록  

    Abstract The core@double-shells structured TiO 2 @Carbon@SiO 2 nanowires (TiO 2 @C@SiO 2 NWs) with a uniform carbon inner shell and a SiO 2 outer shell were successfully synthesized and subsequently incorporated into poly(vinylidene fluoride) (PVDF) matrix to prepare dielectric nanocomposites. Compared with the pristine TiO 2 NWs/PVDF nanocomposites, the introduction of carbon interlayer as the inner shell between the TiO 2 core and SiO 2 outer shell offers the nanocomposites with two additional types of interfacial polarization, namely, (i) TiO 2 /carbon and (ii) carbon/SiO 2 interfacial polarizations. These additional interfacial polarizations promote the dielectric constants, and simultaneously the SiO 2 insulating barrier layer suppresses the losses of the nanocomposites. Moreover, the nanocomposite with 30 wt % filler loading (19.78 vol %) exhibits an excellent dielectric performance with a constant of 41 and a loss tangent of 0.05 at 10 3 Hz. The multi-shells strategy reported here could be extended to a variety of inorganic hybrids to develop novel dielectric nanocomposites. Graphical abstract [DISPLAY OMISSION]


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