微电子行业电子元器件的轻质化和智能化发展及5G通讯技术的兴起，对兼具高储能密度和优异机械性能的电介质材料提出更高要求。然而，不同组分表面性能差异导致复合材料内部产生界面结构缺陷，是制约介电复合材料性能提升的瓶颈之一。构建界面氢键的策略可提高不同组分间的界面相互作用，改善界面相容性减少界面缺陷，该方法受到广泛认可。然而，对于以聚偏氟乙烯为代表的含氟聚合物，其低表面能特性使其更易与无机组分产生相分离，因此构建界面氢键的方法在解决含氟聚合物基复合材料界面缺陷问题时的效果有限。
蒋绪川教授团队与化学化工学院张炉青副教授团队合作，提出在BaTiO3纳米纤维（BT NFs）与聚（偏氟乙烯-三氟氯乙烯）（P(VDF-CTFE)）基体界面处构建共价键的策略实现界面附着力的提升和界面结构的优化，并结合BT NFs填料的取向调控进一步提高复合材料放电能量密度。结果表明，巯基改性的BT NFs与烯烃化的P(VDF-CTFE)通过高效的“巯基-烯”点击反应实现了共价键界面的构建，所得复合材料的有机和无机组分显示出优异的相容性。此外，通过简单的机械拉伸调控BT NFs垂直于电场方向分布，相比拉伸前击穿强度提高了7.1%。最终，界面结构及填料取向优化后的纳米复合材料在5 vol% BT-SH NFs掺杂量下实现了17.1 J/cm3的高放电能量密度。相关工作“Combining covalent bonding interface among different components and controlled orientation of one-dimensional nanofibers for high energy density nanocomposites”发表在Composites Part B期刊（Composites Part B 243 (2022) 110134）。
文章第一作者为研究院青年教师马佳晨博士，蒋绪川教授、张炉青副教授为共同通讯作者。
