DOI: 10.1039/D0NJ02494E
基于電活性聚合物、負載納米粘土（Cloisite 30B）和NiFe2O4（NFO）納米顆粒的聚偏氟乙烯-共-六氟丙烯（PVDF-HFP），制備了具有三元結構的磁電（ME）柔性納米復合纖維氈。在聚合物-粘土體系中負載了不同重量百分比的鎳鐵氧體納米粒子，研究人員對其形態、介電、磁和磁電性能進行了研究。采用X射線衍射（XRD）和傅里葉變換紅外光譜（FTIR）驗證了PVDF-HFP鐵電β相的增強。此外，差示掃描量熱法（DSC）測定顯示出聚合物納米復合材料熔點的提高，這也意味著鐵電β相的增強。在PVDF-HFP基質中摻入粘土和鎳鐵氧體納米粒子以及靜電紡絲技術的協同效應提高了聚合物的電活性。對于NFO納米顆粒的最大負載量（8 wt％），聚合物納米復合纖維的磁飽和度為1.54 emu/g。含8 wt％NFO納米粒子的電紡納米復合體系顯示出最高的磁電耦合系數（MECC）和介電常數（分別約為17 mV/cm.Oe和29）。PVDF-HFP/粘土/NFO聚合物納米復合纖維具有很高的柔性以及室溫下的多鐵性，因此為設備應用的合適候選材料。
圖1.使用含粘土和NFO的聚合物溶液進行靜電紡絲的示意圖。
圖2.（a）PCN-4纖維氈的攝影圖像，（b）示意圖顯示纖維氈中PVDF-HFP/納米粘土/NFO纖維的取向，（c）纖維內部的粘土薄片和NFO納米顆粒的分布。
圖3.NiFe2O4納米顆粒、PVDF-HFP顆粒和含不同重量百分比NiFe2O4納米顆粒的PVDF/粘土/NiFe2O4納米復合纖維的XRD圖譜。
圖4.PVDF-HFP顆粒、PVDF-HFP純電紡纖維和含不同NFO負載量的PVDF-HFP/粘土/NFO納米復合纖維的FT-IR光譜。
圖5.純P-0、PCN-4和PCN-8電紡纖維系統的DSC熱譜圖。
圖6.（a）、（b）和（c）分別為P-0、PCN-4和PCN-8的FESEM圖像，以及（d）、（e）和（f）分別為相應的高倍率圖像。
圖7.P-0、PCN-4和PCN-8的直徑分布。
圖8.（a）和（b）電紡纖維PCN-2的TEM圖像，（c）PCN-2的SAED圖。
圖9.PCN-2的EDAX光譜。
圖10.（a）純的以及NFO和粘土負載的電紡聚合物納米復合纖維的室溫介電常數與頻率的關系曲線，（b）對應于1 kHz的介電常數。
圖11.（a）NiFe2O4納米粒子以及（b）電紡纖維PCN-2、PCN-4和PCN-8的磁滯回線。
圖12.電紡纖維樣品中NFO的實際重量百分比和預期重量百分比之間的比較。
圖13.（a）PCN-2、PCN-4、PCN-6和PCN-8的ME電壓和（b）MECC值。
