近日，我校藝術設計學院學院何治國副教授以第一作者在國際SCI期刊《Journal of Electronic Materials》上，發表題為《Simultaneously high dielectric constant and breakdown strength in CaCu3Ti4O12-filled polymer composites》（CaCu3Ti4O12填充聚合物復合材料同時具有高介電常數和擊穿強度）的學術論文（2022 Vol.5, No.8, pp.4521–4528.）。文章研究了拓撲美學復合薄膜材料的性能，從拓撲美學陶瓷材料出發，通過高效、低成本的薄膜制備技術得到了新型的復合電介質材料，屬于交叉學科研究（響應國家號召），將陶瓷材料的拓撲美學價值與其多種電性能進行了有機結合。

純聚合物電介質（超高擊穿強度）和純鐵電陶瓷電介質（超高介電常數）已被廣泛研究用于現代電容器。然而，純聚合物電介質和純鐵電陶瓷電介質分別受到低介電常數和低擊穿強度的限制。在大多數情況下，高介電常數和高擊穿強度（低電導率）之間的權衡是合理的。高介電常數通常會導致更長的載流子弛豫時間，最終導致更高的載流子遷移率和更高的電導率。這種情況已經通過利用復合策略（在大多數情況下是物理混合）來制備具有優化的高介電常數和擊穿強度的有前途的復合電介質來解決。盡管已經研究了具有高介電常數的聚合物/導體復合材料（由于導電顆粒的電滲透），但滲透可能會引起大的漏電流。這導致復合材料中相當高的介電損耗和極低的擊穿強度。然而，也研究了具有高介電響應（由于鐵電陶瓷的超高介電常數）的聚合物/鐵電陶瓷復合材料。界面極化產生的界面電荷會引起高漏電流，導致復合材料的擊穿強度與聚合物基體相比急劇降低。本文基于拓撲美學復合薄膜材料的性能研究，解決這一問題。

何治國副教授通過復合薄膜材料的制備、材料的測試表征研究及三元復合薄膜材料電性能提升機理的研究，成功制備了性能優異的三元復合電介質薄膜材料、三元復合薄膜的電性能優于二元復合薄膜的電性能、鈦酸銅鈣填料可以提高復合薄膜材料的介電常數、氮化硼填料可以顯著降低復合薄膜的介電損耗和電導率、氮化硼填料具有極高的二維拓撲美學研究價值、氮化硼填料可以提高復合薄膜的電擊穿場強、兩種拓撲美學陶瓷材料之間的協同效應可以優化復合薄膜的電性能。