近日，化学与化工学院周文英教授团队-压电催化与新能源电工材料研究中心在国际化工领域公认的三大经典刊物之一《Industrial & Engineering Chemistry Research》上发表题为 “Insights into synchronously enhanced dielectric properties and thermal conductivity of β-SiC_w/PVDF nanocomposites by building a crystalline SiO₂ shell as an interlayer” 最新研究成果，实现了化工学院在国际化工研究领域公认的顶级刊物上的学术论文的首次重要突破，标志着我校化工学科在基础化工材料领域的研究又上新台阶，有力推动了化工学科发展。IECR为美国化学会旗下工程技术领域著名期刊，旨在发表全球化学工程应用领域内最新的高质量原创性研究。

绿色能量的获取及存储是应对当前国家提出的“碳达峰”和“碳中和”战略的一种有效技术策略，高介电常数、低损耗及高击穿强度的柔性聚合物纳米电介质是基于电极化原理实现储能的薄膜电容器的关键介质材料；此外，该材料还在微电子封装、电气绝缘、航空航天及军工武器等领域具有重要用途，压电催化与新能源材料团队在绿色新能源材料进行了长期的研究。此前，针对纳米碳化硅晶须提高聚合物介电常数及减少损耗及漏电流方面进行了大量研究，分别通过高温氧化法及溶胶凝胶法在半导体纳米碳化硅晶须表面包覆了高绝缘氧化硅壳层，制备了不同结构及厚度的核壳纳米晶须粒子，借助纳尺度氧化硅壳层对漏电流的有效抑制极大降低了介电损耗和电导，获得了高介电-低损耗的柔性纳米聚合物电介质。但是，该材料的导热性能较低，归因于之前构筑的无定型氧化硅纳米壳层的低导热限制了纳米晶须高导热性能的发挥，影响了柔性电介质在高场下的快速散热效果。

针对此问题，综合考虑到高介电、低损耗、高导热及高击穿性能的同步协调和平衡，提出了基于构筑晶体氧化硅界面层来实现平衡良好综合性能的目的。通过在高温1200~1300 ℃下在碳化硅晶须表面生长晶态氧化硅策略构建了新型结构的β-SiC_w@SiO₂核壳晶须，改变温度及时间可以简捷地调控氧化硅晶态及厚度，从而实现对核壳粒子结构及性能的调控，最终获得结构及性能可控的功能聚合物电介质。研究结果表明，晶体氧化硅比非晶结构更显著地降低了β-SiC_w/PVDF（聚偏氟乙烯）的介电损耗及漏电流，保留了高的介电常数。此外，纳尺度晶态氧化硅界面层在碳化硅晶须与PVDF基体界面间构筑了梯度导热结构区域，有效缓解了高导热晶须与极低导热聚合物之间的相界面声子阻抗失配现象，并借助晶态的高导热（大于非晶结构10倍）极大地抑制了界面声子散射，降低了界面热阻和有效地促进了界面声子传递，显著提升了复合电介质的导热性能。

西安科技大学化工学院为该论文第一作者单位，2020级硕士生曹丹为论文第一作者，通讯作者为化工学院周文英教授，该研究工作得到了国家自然科学基金(51937007)和陕西省自然科学基金(2022JM-186)的资助。