元素百科雷清泉团队在绝缘纳米结构材料领域取得了突破。最近,青岛科技大学材料科学与工程学院雷清泉院士团队在绝缘纳米结构材料领域取得了突破。国内外首次提出了一种新型的超电绝缘体结构原型——维氧化铝纳元胞。

绝缘电介质在电气和信息工程领域发挥着重要作用,涉及航空航天航海,特别是特高压、高速铁路和大功率储能电器。绝缘电介质现有的绝缘类型在工程应用中存在许多缺点,如绝缘工作场所不强、耐压等级低、平均工作寿命短等,远远不能满足工程的实际需要。
雷清泉指出,基于纳米结构材料的纳米电介质工程将是大幅提高绝缘质量的唯一途径。雷清泉院士研究团队的成果突破了传统理论和材料制备技术的限制,在概念和材料结构上取得了先进的突破。新型超电绝缘体结构原型—一维氧化铝纳元胞,根据基本电介质理论,结合固体击穿和气体电子雪崩理论。实验证明,采用该结构的Al2O3纳孔模板的耐电强度比纯间隙大2-5倍(考虑到不均匀系数,有2-3个数量级)。结果表明,纳元胞的横向尺寸在纳米尺度下对电子运动有明显的调节或限制。基于此研究,预计未来将材料击穿场强度提高10倍以上,具有重大工程价值。
本研究提出了绝缘电介质从宏观过渡到介观性能研究、从传统制造过渡到结构化高性能绝缘电介质材料制造的新思路,将对传统电介质突破理论、材料结构形态研究和制造工艺产生根本性变化,对现代高端电缆制造业和特/超高压输变电领域具有重要意义和潜在价值。
雷清泉团队“超电绝缘体原型-1D气-固氧化铝纳元胞”研究是一项颠覆传统观念的研究,发表在纳米能源材料领域的顶级学术期刊《Nano Energy》上。

