2025年9月26日,吉林大学张云鹤教授团队在Advanced Materials上发表了题为“通过熵工程实现受限动态与静态无序:一条通向优异高温储能性能的新路径”的重要综述文章。该团队系统提出了以“熵”这一基本热力学量为核心的研究新范式,通过调控聚合物体系内部的动态与静态无序,为实现聚合物介电材料在高温下的高性能能量存储提供了颠覆性的设计思路。
文章首次系统地将高温下导致电容器性能衰退的根源,归结于由链段热振动活化(动态无序)和本征聚集态结构失稳(静态无序)所共同驱动的声子辅助电子跃迁效应。

基于此,团队前瞻性地提出了“熵工程”策略,即通过分子结构设计与复合界面工程,在聚合物中构建低熵有序区域,以限制链段运动、削弱声子辅助的电子迁移,从而显著抑制高温漏电流,提升击穿场强与储能密度。

该综述不仅为理解与解决聚合物高温储能瓶颈提供了统一的理论框架,也为新一代高温高能密度薄膜电容器的设计与制备指明了方向,对推动电动汽车、先进航空动力等极端条件电气系统的发展具有重要意义。
吉林大学化学学院硕士研究生杨楚俊和博士研究生张宇为论文共同第一作者,吉林大学张云鹤教授为该论文的唯一通讯作者。
论文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202511464