La fabrication de composites polymères fonctionnels à haute performance nécessite un équilibre délicat entre fonctionnalités, teneur en charges et performance globale, et une voie de préparation s'avère urgente. Guidé par la théorie de Simmons, un conducteur étirable à base de PDMS présentant une conductivité de niveau métallique est obtenu grâce à une stratégie combinant la formation in situ de nanoparticules d'argent, une hauteur de barrière optimisée et un effet d'exclusion de volume. Premièrement, une méthode universelle de gravure-réduction indépendante de la matrice génère des nanoparticules d'Ag uniformes (~ 9,7 nm), raccourcissant les distances d'effet tunnel. Ensuite, la hauteur de la barrière tunnel est minimisée à 0,06 eV en alignant les niveaux d'énergie des nanoflocons d'argent traités en surface et du PDMS, réduisant ainsi la diffusion des électrons. Enfin, des microsphères de PDMS plaquées argent agissent comme une phase d'exclusion de volume, comprimant les largeurs de tunnel sous le seuil critique (< 10 nm). Cette approche intégrée permet d'obtenir une conductivité électrique exceptionnelle (29429 S/cm) à une charge de 50 wt% en Ag. De tels réseaux à effet tunnel conservent 53 % de conductivité à 100 % de déformation, tandis que la conductivité thermique augmente de 4,3 à 24,3 W/m·K. Ce travail démontre un contrôle rationnel de la barrière tunnel quantique pour surmonter les compromis de performance, fournissant un cadre de conception pour les composites conducteurs avancés.
Tian et al. (Fri,) ont étudié cette question.
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