静电电容器在现代电子产品中发挥着至关重要的作用。它们可实现超快速充电和放电，为智能手机、笔记本电脑和路由器、医疗设备、汽车电子和工业设备等设备提供能量存储和电力。然而，电容器中使用的铁电材料由于其材料特性而具有显着的能量损失，从而难以提供高能量存储能力。

圣路易斯华盛顿大学麦凯维工程学院机械工程和材料科学助理教授 Sang-Hoon Bae 解决了在储能应用中部署铁电材料这一长期存在的挑战。

在4 月 18 日发表在《科学》杂志上的一项研究中，Bae 和他的合作者，包括华盛顿大学机械工程与材料科学副教授 Rohan Mishra、电气与系统工程副教授 Chuan Wang，以及 TDK 教授 Frances Ross麻省理工学院材料科学与工程博士介绍了一种使用 2D 材料控制铁电电容器的弛豫时间(一种内部材料特性，描述电荷耗散或衰减所需的时间)的方法。

博士生 Justin S. Kim 和博士后研究员 Sangmoon Han 与 Bae 合作开发了新型 2D/3D/2D 异质结构，可以最大限度地减少能量损失，同时保留铁电 3D 材料的有利材料特性。

他们的方法将 2D 和 3D 材料夹在原子薄层中，每层之间都有精心设计的化学和非化学键。将非常薄的 3D 核心插入两个外部 2D 层之间，形成厚度仅为约 30 纳米的堆栈。这大约是平均病颗粒大小的十分之一。