韓國慶熙大學逐步滲流：導電聚合物復合材料新行為機理的鑒定
由全北大學植物與環(huán)境材料工程系的Jung Tae Lee教授和有機材料與紡織工程系的Kim Seong Yun Kim教授領導的聯合研究小組確定了逐步滲流，這是一種導電聚合物復合材料電性能的新預測模型。相關研究成果發(fā)表在國際期刊Materials Today Physics(IF：11.5)上，題目為〈Stepwise percolation behavior induced by nano-interconnection in electric conductivity of polymer composites〉。
碳納米管和石墨烯等納米碳作為下一代導電復合材料的填料備受關注。雖然導電聚合物復合材料的行為通常由滲流理論解釋，但使用連續(xù)納米碳填料網絡的新型CPC的電導率已經超過了傳統滲流模型的預測，而沒有明確識別其機理。
逐步滲流理論
的實驗證明 研究團隊開發(fā)了一種利用空氣炸鍋的熱對流的原位聚合方法，并結合連續(xù)的納米碳填料網絡，制備了一種具有高達50%體積填料含量的導電聚合物復合材料(CPC)。通過新的CPC，該團隊確定了能夠改善含有連續(xù)填料的CPC的傳導性能的機制，即在初級滲透之后存在二次滲透。這一發(fā)現導致了一種基于新發(fā)現的機制的新型行為預測模型，該模型被命名為“逐步滲透模型”。
當CPC中產生的電子通過與填料直接物理接觸而降低隧穿電阻效應時，電子的運動速度得到提高，含有連續(xù)納米碳填料的CPC表現出更好的導電性能。研究團隊通過實驗證實了這一點，并發(fā)現這些特征可以基于所提出的逐步滲流模型進行預測。
研究團隊制造的CPC在二次滲透后始終表現出明顯更高水平的電氣性能。其電導率為 4086S/m(與 35 vol% 相比，在 40 vol% 多壁碳納米管 [MWCNT] 下提高了 3828%)，在 50 dB 時具有電磁干擾屏蔽性能(在 40 vol% 石墨烯納米片下相對于 35 vol 時的 25 dB 提高了 236.36%)，在 50vol% 時濕度傳感性能為 82.22%(與 35 vol% MWCNT 時相比為 47.13%)，與連續(xù)納米碳填料含量較低的 CPC 相比。
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