电子产品需求的激增导致大量电子垃圾的产生，对环境造成了不利影响。迫切需要转向可再生和环保材料，这对于促进绿色循环经济至关重要。

在此，莱斯大学Muhammad M. Rahman使用藻类衍生的碳水化合物生物聚合物（海藻酸盐）和氮化硼纳米片（BNNS）开发了一种多功能生物纳米复合材料，可轻松用作多功能介电材料。

文章要点

1）研究人员采用的合理设计原理包括通过水凝胶铸造对超高负载的 BNNS 进行空间锁定，然后通过溶剂蒸发、连续交联工程和热压进行逐层组装。

2）利用 BNNS 的分层组装和海藻酸盐与 BNNS 的分子相互作用来实现协同材料特性，具有出色的机械强度（拉伸强度 ∼135 MPa，杨氏模量 ∼18 GPa）、柔韧性、热导率（∼4.5 W m⁻¹ K⁻¹ ）、阻燃性和介电性能（介电常数 ∼7、介电强度 ∼400 V/μm 和最大能量密度 ∼4.33 J/cm³ ），优于传统的合成聚合物电介质。

3）利用所设计的生物纳米复合材料的协同材料特性来展示其在绿色电子应用（例如超级电容器和柔性互连）中的潜力。由我们设计的生物纳米复合材料上的气溶胶喷射印刷单壁碳纳米管电极组成的超级电容器装置表现出约 7 F/cm³ 的体积电容和强大的倍率性能，而印刷的银互连线在各种变形状态（即弯曲或挠曲）下均保持导电性。

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M.A.S.R. Saadi, et al, Algae-Derived Nacre-like Dielectric Bionanocomposite with High Loading Hexagonal Boron Nitride for Green Electronics, ACS Nano, 2024

DOI: 10.1021/acsnano.4c09365

https://doi.org/10.1021/acsnano.4c09365