近日，朱宁教授团队在Advanced Science期刊上发表了题为“Strain-Adaptive Dielectric Metamaterials via Bioinspired “Ligament-Bone” Architecture for Ultrahigh-Energy Capacitive Storage”的研究论文。朱宁教授和胡欣教授为通讯作者，宁夏大学王健副教授为第一作者。

聚合物电介质材料在电容器储能应用等方面长期面临着击穿强度、能量密度、效率与机械鲁棒性之间难以同步优化的矛盾。本文设计了多尺度“韧带–骨骼”仿生结构应变自适应介电超材料，较好的解决了上述问题。“韧带”相为环氧功能化的聚偏二氟乙烯（PVDF）基聚合物，可提供动态约束以抑制铁电损耗；“骨骼”单元为氧化铝包覆的钛酸钡纳米核（Al₂O₃@BaTiO₃），可有效缓解界面畸变，抑制载流子迁移。这种多尺度结构实现了电–机械性能的协同优化：在600 MV m⁻¹的高电场下，获得了创纪录的26.1 J cm⁻³高能量密度以及90.2%的储能效率，材料杨氏模量达到2.13 GPa。应变自适应调控下聚合物链段与核–壳界面的动态重构，可在极端条件下持续优化电场与电荷分布，该仿生策略为面向极端环境电子器件的下一代高性能电介质材料开发提供了借鉴。

文章链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.76253

作者：朱宁；单位：生工学院；审核：朱晨杰