1. 研究目的与意义（文献综述）

随着电子行业的发展，对轻质、柔性和在高温下具有高储能密度的介电材料的需求不断增长^[1]。相比于陶瓷具有更高的击穿强度和更低的介电损耗，基于聚合物的介电材料是介电电容器的首选^[2]。但是，聚合物电介质的能量密度仍然受限，因为它们的介电常数较低（大多数情况下低于10）。通常，线性电介质的最大储能密度由介电常数k和施加电场e所确定：u=1/2k#603;₀e²（其中k为介电常数，是真空介电常数（8.85×10^-12 f/m））^[3-5]。为了增强聚合物电介质的k，高介电常数的无机填料（如二氧化钛、钛酸钡和钛酸锶钡）已被引入到聚合物基体中形成纳米复合材料^[6]。然而，纳米复合材料介电常数的增加通常以e_b为代价^[7]，进而储能密度的改善并不理想。bnns是一种具有超高平面热导率的宽带隙绝缘体^[8]，本文中把二维氮化硼纳米片引入到甲壳素基体中以改善击穿强度，从而提高复合物的储能密度。

在21世纪，人类已经进入大规模开发与利用海洋资源的新时期。中国是海洋大国，拥有丰富的海洋资源。提高海洋资源的开发能力，推动“蓝海”经济发展是中国重要的战略决策^[9]。甲壳素（chitin）是一种天然直链型氨基多糖聚合物，学名为β-(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-d-吡喃葡萄糖，采用β-1，4糖苷键缩合而成，又名甲壳质、壳多糖、几丁质，也称为n-乙酰-葡萄糖胺的聚糖^[10-12]。甲壳素是年产量仅次于纤维素的第二大天然高分子多糖材料，它主要存在于虾、蟹和昆虫等甲壳动物以及各类昆虫的表皮和乌贼、贝类等软体动物的骨骼以及蘑菇和菌类的细胞壁中^[13]。年产量丰富^[14]，天然可再生，目前已成为国际科技界研究热点之一。由于甲壳素的半结晶结构及强氢键作用，内聚能密度和溶解度参数很高，在通常的溶剂中都不溶解^[15]。溶解性能差导致甲壳素的潜在价值一直被忽视^[16]。本文借助于武汉大学张俐娜院士课题组提出的氢氧化钠/尿素水溶液体系^[17]，在低温下成功地溶解甲壳素，制得透明粘性溶液。

本文中以甲壳素作为基体，向其中引入氮化硼纳米片，并通过简单的溶液浇铸法和低温凝固再生过程制备出甲壳素/氮化硼纳米复合物。该复合物不仅具有较高的储能密度，还具有极好的热导性。通过探讨不同的氮化硼含量对甲壳素/氮化硼复合膜结构和性能的影响，探寻合适的氮化硼含量，以开发在高温下具有高充放电效率和高能量密度的聚合物电介质。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1、设计实验方案，纯化甲壳素。

2、制备纯甲壳素膜和具有不同氮化硼含量的甲壳素/氮化硼纳米复合膜。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－8周：按照设计方案，制备甲壳素/氮化硼复合膜的制备方法。

第9－12周：采用sem、xrd、ftir、tg、拉伸测试、介电压电仪等测试技术对复合材料的形貌、结构与性能进行表征。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] liu f, li q, et al., poly(methylmethacrylate)/boron nitride nanocomposites with enhanced energy density as high temperature dielectrics,composites science and technology(2017), doi: 10.1016/j.compscitech.2017.02.006.

[2] chu b, zhou x, ren k, neese b, lin m, wang q, etal. a dielectric polymer with high electric energy density and fast discharge speed. science.2006; 313(5785) :334-336.

[3] whittingham ms. materials challenges facing electrical energy storage. mrs bulletin. 2008;33(04):411-419.