Combining RAFT polymerization and thiol-ene click reaction for core-shell structured polymer@BaTiO3 nanodielectrics with high dielectric constant, low dielectric loss, and high energy storage capability

ACS Applied Materials and Interfaces

Volumn 6, Issue 3, 2014, Pages 1812-1822

  Yang, Ke ^a   Huang, Xingyi ^a   Zhu, Ming ^a   Xie, Liyuan ^a   Tanaka, Toshikatsu ^b   Jiang, Pingkai ^a,c  

^a SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY   (China)

^b WASEDA UNIVERSITY   (Japan)

^c Shanghai Engineering Center for Material Safety of Nuclear Power Equipment   (China)

Author keywords

click reaction; core shell structure; dielectric constant; dielectric loss; energy storage; nanocomposites; reversible addition fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization; thiol ene

Indexed keywords

EID: 84894210164     PISSN: 19448244     EISSN: 19448252     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/am4048267     Document Type: Article

References (69)

1. Dang, Z. M.; Yuan, J. K.; Yao, S. H.; Liao, R. J. Adv. Mater. 2013, 25, 6334-6365
2. Brochu, P.; Pei, Q. B. Macromol. Rapid Commun. 2010, 31, 10-36
3. Ortiz, R. P.; Facchetti, A.; Marks, T. J. Chem. Rev. 2010, 110, 205-239
4. Wang, Y.; Zhou, X.; Chen, Q.; Chu, B. J.; Zhang, Q. M. IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2010, 17, 1036-1042
5. Chu, B.; Zhou, X.; Ren, K.; Neese, B.; Lin, M.; Wang, Q.; Bauer, F.; Zhang, Q. M. Science 2006, 313, 334-336
6. Hardy, C. G.; Islam, M. S.; Gonzalez-Delozier, D.; Ploehn, H. J.; Tang, C. B. Macromol. Rapid Commun. 2012, 33, 791-797
7. Hardy, C. G.; Islam, M. S.; Gonzalez-Delozier, D.; Morgan, J. E.; Cash, B.; Benicewicz, B. C.; Ploehn, H. J.; Tang, C. B. Chem. Mater. 2013, 25, 799-807
8. Thakur, V. K.; Tan, E. J.; Lin, M. F.; Lee, P. S. Polym. Chem. 2011, 2, 2000-2009
9. Dang, Z. M.; Yuan, J. K.; Zha, J. W.; Zhou, T.; Li, S. T.; Hu, G. H. Prog. Mater. Sci. 2012, 57, 660-723
10. Wang, Q.; Zhu, L. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2011, 49, 1421-1429
11. Li, J.; Claude, J.; Norena-Franco, L. E.; Seok, S. I.; Wang, Q. Chem. Mater. 2008, 20, 6304-6306
12. Dang, Z. M.; Zhou, T.; Yao, S. H.; Yuan, J. K.; Zha, J. W.; Song, H. T.; Li, J. Y.; Chen, Q.; Yang, W. T.; Bai, J. B. Adv. Mater. 2009, 21, 2077-2082
13. Li, J.; Seok, S. I.; Chu, B.; Dogan, F.; Zhang, Q.; Wang, Q. Adv. Mater. 2009, 21, 217-221
14. Li, J.; Khanchaitit, P.; Han, K.; Wang, Q. Chem. Mater. 2010, 22, 5350-5357
15. Zhang, Y.; Wang, Y.; Deng, Y.; Li, M.; Bai, J. B. ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 65-68
16. Wu, W.; Huang, X. Y.; Li, S. T.; Jiang, P. K.; Toshikatsu, T. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 24887-24895
17. Xie, L. Y.; Huang, X. Y.; Li, B. W.; Zhi, C. Y.; Tanaka, T.; Jiang, P. K. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 17560-17569
18. Zhou, T.; Zha, J. W.; Cui, R. Y.; Fan, B. H.; Yuan, J. K.; Dang, Z. M. ACS Appl. Mater. Interfaces 2011, 3, 2184-2188
19. Song, Y.; Shen, Y.; Liu, H. Y.; Lin, Y. H.; Li, M.; Nan, C. W. J. Mater. Chem. 2012, 22, 8063-8068
20. Kim, P.; Doss, N. M.; Tillotson, J. P.; Hotchkiss, P. J.; Pan, M. J.; Marder, S. R.; Li, J.; Calame, J. P.; Perry, J. W. ACS Nano 2009, 3, 2581-2592
21. Almadhoun, M. N.; Bhansali, U. S.; Alshareef, H. N. J. Mater. Chem. 2012, 22, 11196-11200
22. Li, Y.; Huang, X. Y.; Hu, Z. W.; Jiang, P. K.; Li, S. T.; Tanaka, T. ACS Appl. Mater. Interfaces 2011, 3, 4396-4403
23. Subodh, G.; Deepu, V.; Mohanan, P.; Sebastian, M. T. Appl. Phys. Lett. 2009, 95, 062903
24. Maliakal, A.; Katz, H.; Cotts, P. M.; Subramoney, S.; Mirau, P. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 14655-14662
25. Xie, L. Y.; Huang, X. Y.; Huang, Y. H.; Yang, K.; Jiang, P. K. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 1747-1756
26. Xie, L. Y.; Huang, X. Y.; Huang, Y. H.; Yang, K.; Jiang, P. K. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 22525-22537
27. Guo, N.; DiBenedetto, S. A.; Tewari, P.; Lanagan, M. T.; Ratner, M. A.; Marks, T. J. Chem. Mater. 2010, 22, 1567-1578
28. Li, Z.; Fredin, L. A.; Tewari, P.; DiBenedetto, S. A.; Lanagan, M. T.; Ratner, M. A.; Marks, T. J. Chem. Mater. 2010, 22, 5154-5164
29. Shen, Y.; Lin, Y. H.; Li, M.; Nan, C. W. Adv. Mater. 2007, 19, 1418-1422
30. Jung, H. M.; Kang, J. H.; Yang, S. Y.; Won, J. C.; Kim, Y. S. Chem. Mater. 2010, 22, 450-456
31. Balasubramanian, B.; Kraemer, K. L.; Reding, N. A.; Skomski, R.; Ducharme, S.; Sellmyer, D. J. ACS Nano 2010, 4, 1893-1900
32. Fredin, L. A.; Li, Z.; Ratner, M. A.; Lanagan, M. T.; Marks, T. J. Adv. Mater. 2012, 24, 5946-5953
33. Fredin, L. A.; Li, Z.; Lanagan, M. T.; Ratner, M. A.; Marks, T. J. Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 3560-3569
34. Xie, L. Y.; Huang, X. Y.; Wu, C.; Jiang, P. K. J. Mater. Chem. 2011, 21, 5897-5906
35. Yang, K.; Huang, X. Y.; Xie, L. Y.; Wu, C.; Jiang, P. K.; Tanaka, T. Macromol. Rapid Commun. 2012, 33, 1921-1926
36. Yang, K.; Huang, X. Y.; Huang, Y. H.; Xie, L. Y.; Jiang, P. K. Chem. Mater. 2013, 25, 2327-2338
37. Tchoul, M. N.; Fillery, S. P.; Koerner, H.; Drummy, L. F.; Oyerokun, F. T.; Mirau, P. A.; Durstock, M. F.; Vaia, R. A. Chem. Mater. 2010, 22, 1749-1759
38. Lowe, A. B. Polym. Chem. 2010, 1, 17-36
39. Hoyle, C. E.; Bowman, C. N. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 1540-1573
40. Dondoni, A.; Marra, A. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 573-586
41. Shih, H.; Fraser, A. K.; Lin, C. C. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 1673-1680
42. Lluch, C.; Ronda, J. C.; Galiá, M.; Lligadas, G.; Cádiz, V. Biomacromolecules 2010, 11, 1646-1653
43. Sumerlin, B. S.; Vogt, A. P. Macromolecules 2009, 43, 1-13
44. Hoyle, C. E.; Lowe, A. B.; Bowman, C. N. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 1355-1387
45. Tedja, R.; Soeriyadi, A. H.; Whittaker, M. R.; Lim, M.; Marquis, C.; Boyer, C.; Davis, T. P.; Amal, R. Polym. Chem. 2012, 3, 2743-2751
46. Tingaut, P.; Hauert, R.; Zimmermann, T. J. Mater. Chem. 2011, 21, 16066-16076
47. Sparks, B. J.; Hoff, E. F. T.; Xiong, L.; Goetz, J. T.; Patton, D. L. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 1811-1817
48. Convertine, A. J.; Lokitz, B. S.; Vasileva, Y.; Myrick, L. J.; Scales, C. W.; Lowe, A. B.; McCormick, C. L. Macromolecules 2006, 39, 1724-1730
49. Shen, W. Q.; Qiu, Q. A.; Wang, Y.; Miao, M. A.; Li, B. S.; Zhang, T. S.; Cao, A. N.; An, Z. S. Macromol. Rapid Commun. 2010, 31, 1444-1448
50. Roy, D.; Ghosn, B.; Song, E. H.; Ratner, D. M.; Stayton, P. S. Polym. Chem. 2013, 4, 1153-1160
51. Roth, P. J.; Boyer, C.; Lowe, A. B.; Davis, T. P. Macromol. Rapid Commun. 2011, 32, 1123-1143
52. Lu, L. C.; Zhang, H. J.; Yang, N. F.; Cai, Y. L. Macromolecules 2006, 39, 3770-3776
53. Zhang, H. J.; Deng, J. J.; Lu, L. C.; Cai, Y. L. Macromolecules 2007, 40, 9252-9261
54. Willcock, H.; O'Reilly, R. K. Polym. Chem. 2010, 1, 149-157
55. Natarajan, B.; Neely, T.; Rungta, A.; Benicewicz, B. C.; Schadler, L. S. Macromolecules 2013, 46, 4909-4918
56. Xu, J. W.; Wong, C. P. J. Electr. Mater. 2006, 35, 1087-1094
57. Guo, H. Z.; Mudryk, Y.; Ahmad, M. I.; Pang, X. C.; Zhao, L.; Akinc, M.; Pecharsky, V. K.; Bowler, N.; Lin, Z. Q.; Tan, X. J. Mater. Chem. 2012, 22, 23944-23951
58. Pang, X. C.; He, Y. J.; Jiang, B. B.; Iocozzia, J.; Zhao, L.; Guo, H. Z.; Liu, J.; Akinc, M.; Bowler, N.; Tan, X. L.; Lin, Z. Q. Nanoscale 2013, 5, 8695-8702
59. Lewis, T. J. IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 1994, 1, 812-825
60. Lewis, T. J. IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2004, 11, 739-753
61. Tanaka, T.; Kozako, M.; Fuse, N.; Ohki, Y. IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2005, 12, 669-681
62. Roy, M.; Nelson, J. K.; MacCrone, R. K.; Schadler, L. S.; Reed, C. W.; Keefe, R.; Zenger, W. IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2005, 12, 629-643
63. Schadler, L. S. Nat. Mater. 2007, 6, 257-258
64. Wang, D.; Bao, Y.; Zha, J.-W.; Zhao, J.; Dang, Z. M.; Hu, G. H. ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 6273-6279
65. Siddabattuni, S.; Schuman, T. P.; Dogan, F. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 1917-1927
66. Oyerokun, F. T.; Vaia, R. A. Macromolecules 2012, 45, 7649-7659
67. Kumar, S. K.; Jouault, N.; Benicewicz, B.; Neely, T. Macromolecules 2013, 46, 3199-3214
68. Dukes, D.; Li, Y.; Lewis, S.; Benicewicz, B.; Schadler, L. S.; Kumar, S. K. Macromolecules 2010, 43, 1564-1570
69. Wu, S.; Li, W.; Lin, M.; Burlingame, Q.; Chen, Q.; Payzant, A.; Xiao, K.; Zhang, Q. M. Adv. Mater. 2013, 25, 1734-1738