DOI: 10.1016/j.compositesa.2021.106275
二維納米材料因其特殊的納米結構和多種功能而被廣泛應用于高級功能材料領域。但是，二維納米材料的研究面臨著合成困難、物種缺乏、形成機理不明確、制備方法不通用等問題。本研究報道了一種基于靜電紡絲制備二維無機材料（二氧化鈦）的新方法，其厚度約為20nm，寬厚比大于50。這些2D納米帶TiO2能夠顯著增強PVDF基復合材料的介電性能，而納米帶的體積分數很小（3vol％），可以輕松實現12.45 J/cm3的能量密度。該方法具有生產安全、成本低和可連續制備等優點。更重要的是，由于其具有通用性，該方法有望成為制備一系列2D無機納米材料的通用方法。
圖1.（a-c）在30℃，1.33k V/cm，0.3mL/h的條件下，通過靜電紡絲法制備的TDNBs的不同放大倍率SEM圖像。（d）TDNBs的宏觀物理外觀。（e）三個重要外部條件對靜電紡絲的影響。
圖2.（a-b）TiO2的不同放大倍率SEM圖像和（c）XRD結果。（d-f）中孔TiO2-TDNBs中O1s、Ti2p和C1s的XPS核級譜。
圖3.（a）單層中孔TiO2-TDNBs的AFM形貌圖像和相應的高度信息。垂直刻度為14.74nm。（b）初紡TDNBs的TEM圖像，以及（c-d）單層TiO2-TDNBs的TEM圖像和HRTEM圖像。
圖4.（a）電紡TDNBs的形成機理示意圖。（b）TDNBs核殼結構截面的SEM圖像。（c）不穩定區域B的應力分析圖。
圖5.從噴絲頭到收集板的紡絲形狀變化統計分析，統計參數是紡絲厚度比和厚度隨距離的變化。自上向下的SEM顯微照片是纖維在箭頭相應距離（1cm，2cm，4cm，6cm，8cm，10cm）處的橫截面視圖，SEM圖像的比例（白線）為1μm。從圖中可以看出，隨著紡絲距離的增加，紡絲形狀接近于2D結構TDNBs。
圖6.（a-b）TiO2-TDNBs體積分數為0％、1％、3％、5％和10％的復合材料的介電常數和tanδ。（c）電擊穿強度的威布爾分布線性回歸。（d）能量密度和擊穿強度。（e）TiO2-TDNBs體積分數為0％、1％、3％、5％和10％的復合材料的D-E曲線。（f）PVDF納米復合物中不同納米夾雜物體積分數對電位移的影響。
圖7.復合材料的介電常數（a）和tanδ（b）。電擊穿強度的威布爾分布線性回歸（c）。PVDF、3vol％-TiO2-TDNBs和3vol％-TiO2-1D的能量密度和擊穿強度（d）。
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