近日，湖北大学介电储能与智能感知跨学科创新团队继研制出适用于150^oC高温介电电容器的高熵铁电纳米颗粒/聚合物复合材料后，再次在聚合物基高温介电储能材料与器件研究领域实现关键技术突破，相关成果发表于国际重要学术期刊《Nature Communications》。湖北大学为第一通讯单位，我校硕士研究生章蕾、赵璇与武汉理工大学博士研究生陈茜为第一作者，我校张清风教授、胡永明教授与武汉理工大学张鑫教授、李蓓副教授为通讯作者。

图1论文首页

芳香族聚合物具有优异的热稳定性，是制备高功率密度（~10⁷W kg^-1）、快速放电速率（<100 ns）和超长循环寿命（>10⁶次）高温聚合物电容器的理想材料。然而，在高温和高电场条件下，它们会遭受严重的分子链内和链间电荷输运问题，导致电容性能劣化。尽管已经尝试了共混、交联和引入无机填充材料等策略，但聚合物主链中固有的共轭平面结构以及链间给体受体堆积限制了这些策略的有效性。

针对这一长期困扰高温介电储能的核心难题，研究团队提出了一种创新的“电子迁移锁定”策略。通过将强路易斯酸三（五氟苯基）硼烷（BCF）引入到路易斯碱性的芳香族聚醚酰亚胺（PEI）中，实现了严格的电子迁移锁定。三（五氟苯基）硼烷与聚醚酰亚胺羰基氧之间的配位作用、氢键以及三（五氟苯基）硼烷的空间位阻效应协同作用，诱导分子链之间形成短程有序的受体和给体排列，并产生扭曲的分子构象。这种设计有效抑制了链内和链间的电荷输运，显著降低了高温高电场下的传导损耗。结果表明，所制备的PEI/BCF全有机聚合物薄膜在200°C极端高温和6300 kV cm^-1电场下，获得了7.42 J cm^-3的放电能量密度，且效率高于90%。该工作为高性能、耐高温储能器件的设计与应用提供了全新思路，在新能源储能、智能电子器件等领域具备重要的科研价值与应用前景。该研究依托微纳电子材料与器件湖北省重点实验室，同时获得国家自然科学基金委区域创新发展联合基金重点项目、国家自然科学基金面上项目的专项资助。

图2全有机聚合物的高温能量储存和放电特性

张清风教授、胡永明教授组建的跨学科创新团队，始终聚焦国家发展战略需求，坚持以学科融合驱动科研创新，深耕介电储能、智能感知前沿研究领域，探索新材料、新机制、新器件和新场景应用。近年来在《Nature Communications》《Advanced Functional Materials》等国际权威期刊发表30多篇高水平学术论文。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-74835-x

（审稿：陈亮　终审：覃红英）