氧化铝纳米粒子调控聚甲基丙烯酸甲酯/聚苯乙烯共混物介电与光学性能及其光电应用研究

《Radiation Physics and Chemistry》：Tailoring Dielectric and Optical Properties of Polystyrene/PMMA Blends via Al 2O 3 Nanoparticles for optoelectronic and microelectronic applications

本文系统研究了Al2O3纳米粒子对PMMA/PS复合膜结构性能的调控机制，通过溶液浇铸法成功制备出具有可定制介电常数和光学带隙的纳米复合材料，为新一代光电子器件开发提供了新材料设计策略。

　　

材料

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，分子量2,480,000 g/mol)购自ACROS公司。聚苯乙烯(PS，分子量280,000 g/mol)由Aldrich公司提供。氧化铝(Al₂O₃，分子量101.96 g/mol)源自印度。所用溶剂四氢呋喃(THF)购自Aldrich公司。

PMMA/PS/Al₂O₃复合膜的制备

PMMA/PS/Al₂O₃纳米复合薄膜采用溶液浇铸技术制备，以四氢呋喃(THF)为溶剂。精确称取2.5克聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和2.5克聚苯乙烯(PS)...

XRD测试

图1显示了不同浓度Al₂O₃纳米粒子(0、1、3、7和9 wt.%)的PMMA/PS共混物的XRD图谱。纯PMMA/PS共混物在19.29°处呈现明显晕圈，表明其为具有短程有序的非晶聚合物基质。添加1 wt.%的Al₂O₃使晕圈升高至17.88°左右，表明链间距增加。在此尺度下，纳米粒子在纳米尺度上有效分散，同时破坏聚合物堆积...

结论

本研究有效证明了通过可控引入Al₂O₃纳米粒子对PMMA/PS聚合物共混物进行调控，获得了具有定制光学和介电特性的纳米复合材料，适用于光电子应用。XRD分析表明低含量Al₂O₃(≤1 wt.%)能在非晶聚合物基质中保持纳米粒子的良好分散，而高含量则促进晶相发展和团聚现象。FTIR...

数据可用性声明

本研究中所呈现的数据可根据要求提供。

利益冲突声明

作者声明无利益冲突。

临床试验编号

不适用

作者贡献声明

Ayman A.O. Younes: 软件，资源。Zaynb El-Tayeb: 软件，资源，方法论。Haitham alrajhi: 调研，形式分析。Sherif S. Nafee: 软件，资源。Ayman Mostafa: 调研，资金获取，形式分析，概念化。Latifah M Alshammari: 形式分析，调研，写作-审阅编辑。Nawal K. Almaymoni: 可视化，验证，监督。Eman A. Mwafy: 方法论，调研，形式分析。Altaf A Shamsaldeen: 形式...

资金资助

作者感谢Princess Nourah bint Abdulrahman University Researchers Supporting Project项目编号(PNURSP2025R902)的支持。