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具有优异综合性能的高介电材料成为电子工业的发展的推动力,电子器件的高速化、微型化已经越来越依赖于高介电复合材料的发展。但是当前商业电介质电容器由于存储能量密度低以及电介质损耗高等缺点而阻碍其进一步的发展。有机／无机复合材料具有单一材料不具备的许多优点,例如可以发挥聚合物和无机物的协同效应,通过改变无机掺杂相的比例制备具有介电常数可调的器件。目前常用的方法是引入无机相来制备两相复合结构,包括引入具有高介电常数的纳米颗粒,微米颗粒,纳米线,纳米棒以及金属颗粒等等,这一想法基于将无机材料的高介电性和聚合物良好的柔韧性以及低损耗的优点相结合来制备高密度的储能材料。复合材料的制备采用了原位聚合的方法,同时分别使用扫描电子显微镜(Hitachi S-4800)X射线衍射仪(D8)来观察材料的微观形貌,利用Agilent4294A精密阻抗分析仪来对样品进行介电性能的测试和表征。对于聚酰亚胺／纳米CaCu3Ti4012 (CCTO)复合材料,得到了在CCTO纳米颗粒的含量为16vo1%时,材料的综合性能最优,此时介电常数为171,但是同时介电损耗也较高(0.45,100Hz)。为了减小介电损耗,分别制备了聚酰亚胺/CCTO@Ag颗粒和聚酰亚胺/CCTO纳米线复合薄膜。结果表明导电的银纳米颗粒在CCTO外表面,使得填充物与聚合物基体界面处的介电常数差值大大减小,这样就避免了电场扰动分布不均现象的出现。CCTO纳米线的引入由于其高的展弦比,可以在较低的含量(1.5vo1%)下达到逾渗阂值,使得复合薄膜的介电常数提高到89,同时保持低的介电损耗(0.016,100Hz)。对于三相复合材料,聚酰亚胺/CCTO/表面处理多壁碳纳米管(MWNT-S)材料的介电常数在MWNT-S含量为0.1 vo1%时就达到最大值252,其介电损耗为0.02(100 Hz)。而对于聚酰亚胺/CCTO/石墨烯三相复合材料来说,介电常数在石墨烯含量为0.4vo1%时达到最大值156,介电损耗为0.02。这是因为CCTO的引入阻碍了石墨烯之间发生电子跃迁形成导电通路,使得复合材料的电导率减小,进而三相复合体系具有更低的介电损耗。我们利用3D打印技术制备了具有高介电,低损耗的Flex/锆钛酸铅(PZT)@Ag复合材料,打印出来具有多种形貌的复杂三维结构。其介电常数在掺杂物含量为18vo1%时达到最大值120(100Hz,室温),介电损耗为0.03。3D打印技术突破了传统技术不能制备复杂形状的缺点,为材料的制备开辟出了一条新的途径。另一方面,我们制备了基于动态Diels-Alder(DA)反应的(1,1’-(methylene di-4,1-phenylene)bismaleimide和2,2’-(Thiodimethylene)difuran) MT/S-CCTO(表面处理的CCTO颗粒)高介电复合薄膜自修复运动传感器。在S-CCTO为17 vo1%时介电常数最高(93),介电损耗为0.08。与手指绑定时,薄膜的电容大小会随着手指运动而变化,并在第10次的切开-自修复周期之后仍获得了82%的恢复水平,这一特性可以改善材料的安全性,延长其使用寿命。