摘要：聚合物电介质材料由于其成本低、击穿强度高、可靠性高等优点被广泛用于电力系统。但是聚合物电介质材料放电能量密度较低,难以满足新一代小型化电容器的需求,多层结构具有能够协同提升介电常数和击穿强度的优势,解决聚合物电介质介电常数与击穿强度之间的矛盾问题,实现具有优异储能特性的聚合物基电介质材料。文中综述了近年来多层结构聚合物基复合材料的研究进展,分析了多层结构中的极化与击穿现象,并详细讨论了聚合物基多层结构和无机层与聚合物基层结合的多层结构设计,归纳了一些能够提升多层结构聚合物基复合材料储能的方法。例如通过增加界面、优化多层结构中的填料分布以及构建过渡层的方法来提升储能特性。最后,对近年来多层结构聚合物基复合材料的进展进行了总结,并提出了未来的发展方向以及需要解决的关键问题。

摘要：智能可穿戴技术因其能够实时交互穿戴者与环境之间的信息而具有巨大发展潜力,在柔性可穿戴设备中,柔性压力传感器是用于压力检测的关键器件。使用导电材料MWCNTs与PEDOT:PSS制备3种不同的传感器敏感层,以镍铜织物作为传感器的上下电极,制备一种具有多层结构的柔性压阻式压力传感器,并对传感器性能进行测试。结果表明,PEDOT:PSS敏感层在0~5 kPa压强范围内,灵敏度高达0.168 12 kPa-1,具有较快的响应时间与恢复时间,以及较好的可重复性。该传感器性能良好,可以应用在柔性可穿戴设备中。

摘要：为优化电加热手套的设计,设计并制备了一款多层结构的电加热手套,通过测量织物热阻、电加热元件表面温度、电加热手套内外层温度、续航时间等,从织物层面和电加热手套成品层面研究了保暖层材料对电加热手套服用性能的影响。结果表明,保暖层材料可显著提高电加热手套的保暖性能、电热效率和续航时间,对改进电加热手套具有重要意义。

摘要：聚合物薄膜电容器具有功率密度高、释放瞬时电流大、成本低以及易加工等优点,在电气装备与电子器件中有着广泛应用。近些年,聚合物电容薄膜研究材料体系不断丰富,纳米/微纳米功能填料复合、聚合物分子链结构控制、介观/宏观多层界面设计等方法均显著提升了聚合物薄膜的放电能量密度和充放电效率。其中,基于多层结构设计的聚合物复合薄膜储能性能研究得到了极大关注。论文综述了具有多层结构聚合物储能介质研究领域的最新进展,系统地介绍了多层结构设计对复合薄膜极化、击穿和高温电导等特性的影响机制,并从纳米复合多层结构、全有机多层结构和耐高温多层结构3个方面总结提高储能性能的方法。最后,对基于多层结构设计的复合薄膜未来发展做出简要展望。

摘要：采用逐层涂布、分层控制固化程度的方法,利用聚酰胺酸(PAA,聚酰亚胺前体)溶液和含有氧化石墨烯(GO)的PAA溶液制备了一系列由高绝缘性PI层与GO@PI介电层交替组合而成的界面清晰且紧密衔接的多层复合薄膜.通过调控介电层中GO含量及分层结构,使多层复合薄膜兼具高介电常数和高击穿强度特征.结果表明,三层复合薄膜PI/1.0GO@PI/PI的击穿强度为261.5 kV/mm,储能密度达到1.27 J/cm^(3),与相同介电层厚度的单层薄膜相比,击穿强度和储能密度分别提高了97%和144%,同时,其介电损耗也保持在较低水平(tanδ=0.0079).绝缘层和高介电常数层的协同作用提升了氧化石墨烯/聚酰亚胺复合薄膜的储能密度.这种简单的多层结构设计有利于氧化石墨烯/聚合物复合材料在介质储能领域的应用.

摘要：镧系离子掺杂的上转换纳米颗粒(upconversion nanoparticles,UCNPs)由于具有较大的反斯托克斯位移,良好的发光与化学稳定性,长激发态寿命及尖锐的多谱线发射等独特性质,在生物成像和检测、疾病诊断和治疗、安全防伪以及太阳能电池等多个领域备受关注.然而传统UCNPs受到发光效率低、浓度猝灭等诸多问题的限制,实际应用举步维艰.相比较而言,通过多层结构设计可以对掺杂离子浓度、上转换能量传递过程等进行更有效的调控,从而对纳米颗粒的发光性能进行调节与优化,所以具有多层结构的UCNPs近几年来备受关注.本文主要综述了多层结构在UCNPs发光性能调控中的主要作用:多重激发和发光的调节、能量传递调控、实现高浓度掺杂的高效发光以及对寿命的大范围调控,同时结合一些应用实例展望了多层结构的UCNPs在显示、生物医疗以及安全防伪等多个领域的应用前景.

摘要：简述了多层结构吸波材料设计的理论模型、设计原则及优化设计方法,从吸收剂材料的电磁特性方面总结了多层结构吸波材料的特点,详细论述了多层结构设计对吸波材料性能的影响,最后提出了多层吸波材料的技术难点和发展趋势。

摘要：采用旋涂法制备了Fe3O4/聚偏氟乙烯（PVDF）复合薄膜（A）、多壁碳纳米管（MWCNT）/PVDF复合薄膜（B）以及纯PVDF薄膜（P）。利用热压法制备具有3层结构的AAA、ABA及APA复合薄膜。为了探究层状结构对复合薄膜介电和磁性能的影响,制备了单层膜A作为对比（厚度与AAA复合薄膜相同）。分别研究了薄膜的介电和磁性能。结果表明：由于界面效应,同等厚度的AAA复合薄膜较A膜而言具有较高的介电常数;以B和P薄膜替代AAA结构中间层薄膜后,其中ABA复合薄膜的介电常数高于AAA及APA复合薄膜,同时保持较低的介电损耗。对于磁性能,层状结构对复合薄膜的饱和磁化强度及矫顽力均无明显的影响,而ABA复合薄膜的饱和磁化强度高于AAA及APA复合薄膜,且ABA和APA复合薄膜的矫顽力增加。层状结构设计不仅能够调节复合材料的介电性能和磁性能,而且有利于不同纳米填料的分散,为制备多功能聚合物复合材料提供了一定的借鉴作用。

摘要：为了解决宽带吸收器结构设计复杂的问题,提出了一种结构简单、偏振不敏感、吸收性能优良的超材料太赫兹宽带吸收器。该吸收器采用对称结构设计,以金属层--介质层--金属层的三层架构为基础。其中,介质层中嵌入了两个不同尺寸的圆形金属片,从而形成多层结构。采用频域有限元法(Frequency Domain Finite Element Method,FEM)分析了该吸收器的宽带吸收率、偏振敏感性和入射角度等特性。仿真结果表明:该吸收器可以实现5.86~7 THz的宽带吸收,吸收带宽为1.14 THz,带宽内的吸收率在95%以上,且对于垂直入射的电磁波偏振并不敏感,在一定入射角度内依然保持宽带吸收。该吸收器结构设计简单且具有优良的性能,在太赫兹成像和电磁隐身等领域中具有重要的应用价值。

摘要：利用时域有限差分(FDTD)法模拟了均匀结构、双层结构和三层结构光学微球腔,得到了各自的能量密度分布,通过对比发现多层结构具有更高的最大能量密度与存储能量和较小的模式体积。波导与多层微球腔之间存在一个最佳间隙,模拟结构的最佳间隙在60～120nm。改变高折射层的厚度和折射率,在特定波长的入射光下可以获得具有较高最大能量密度(大于360)或者较小模式体积的(小于0.03)的微球腔,确定了优化的厚度和折射率。分析高斯光激励的带有导出波导的微球腔,导出波导与微球腔中的光具有相似的激发频谱,表明多层微球腔可以对入射光实现选频并导出。结果显示,多层微球腔具有更好的性能,为光学微球腔后续的结构设计和实际应用提供了一个新的优化思路。