紫外可見光譜法測得h-BN薄片的濃度≈6.4 mg-mL -1 ，熱重分析（TGA）證實(shí)了這一估計(jì)。原子力顯微鏡（AFM）測得剝離的h-BN薄片的平均橫向尺寸為≈196.5nm，峰值為≈100nm。與大塊h-BN（≈1μm）粉末相比，UALPE后剝離的h-BN薄片的平均厚度顯著降低至≈14.8nm，峰值在≈7nm。根據(jù)測得的厚度，剝離的h-BN層數(shù)估計(jì)為≈17–40。

  然后，通過將樹脂和固化劑以10:1的最佳比例混合，將預(yù)聚合的PU制備為雙組分樹脂（即我們的PU前驅(qū)體+h-BN油墨和固化劑）體系。使用K-bar涂布沉積墨水得到薄膜電介質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步表征。

  圖2：a）PU前驅(qū)體+h-BN油墨沉積的K-bar涂布技術(shù)示意圖。b）印刷油墨層的照片，以顯示透明度。c）相應(yīng)的表面形貌和橫截面圖的SEM圖。d）涂布的PU+h-BN薄膜的拉曼光譜，顯示存在剝落的h-BN薄片。e）用紫外可見光譜法測量印刷薄膜的透過率。在5×5cm2的樣品區(qū)域內(nèi)由64個(gè)點(diǎn)（8×8個(gè)網(wǎng)格）組成的f）透過率圖和g）電容圖，以證明薄膜的光學(xué)和電容均勻性。

  光學(xué)吸收光譜對沉積膜進(jìn)行表征，估計(jì)涂層膜（TPU+h-BN膜）在550nm處的透射率約為78.7%。這種高光學(xué)透明度拓寬了我們的電介質(zhì)墨水的潛在應(yīng)用范圍，例如，在電致發(fā)光元件和大面積透明電容傳感器中。對同一樣品上一系列電的透過率和電容測量表明，沉積的薄膜在物理上是均勻的，并且沒有針孔。

  2、介電測試

  為了進(jìn)一步研究PU中h-BN的摻入帶來介電性能及其增強(qiáng)作用，使用相同的K-bar涂布方法制備了大量不同尺寸的單個(gè)電容器，用于一系列介電測量。

  圖3：a）介電測試所用的金屬接觸電容器的示意圖和照片。b）在100Hz至10MHz頻率范圍內(nèi)，有無h-BN介電常數(shù)εr的比較。c）阻抗振幅和相位角相對于頻率從100Hz至10MHz變化，插圖為等效電路。d）含有和不含h-BN的εr的統(tǒng)計(jì)。e）h-BN復(fù)合電介質(zhì)的電容相對于面積的圖像。f）電容/面積隨薄膜厚度的變化。g）電容器彎曲前和彎曲時(shí)的柔性試驗(yàn)照片。h）三個(gè)代表性樣品在彎曲前后的電容。i）（h）中樣品1電容的放大圖。

  從圖3b中測量計(jì)算出的ε r 表明，當(dāng)h-BN摻入純PU聚合物中時(shí)ε r 表現(xiàn)出顯著的增強(qiáng)。在低頻（≈100Hz）下，觀察到ε r 增加了兩倍以上：從純PU的ε r ≈3.30增加到PU+h-BN的7.57。隨著頻率的增加，PU和PU+h-BN的ε r 普遍降低，在急劇下降之前，分別在≈10 6 Hz處達(dá)到3.01和5.10的ε r 值。特別是對于PU+h-BN，觀察到的下降是顯著的。研究者認(rèn)為這是界面極化現(xiàn)象帶來的顯著貢獻(xiàn)，在聚合物納米介電體系經(jīng)常觀察到。在10 6 Hz下PU+h‐BN的ε r ≈4.68，普通PU的ε r ≈2.92， h-BN的加入使得ε r 增加了1.6倍。

  圖3c中還顯示了h-BN增強(qiáng)PU電容器的測量阻抗（振幅）Z和電流與電壓之間的相位角與頻率變化的關(guān)系。這些顯示了平行板電容器的典型R-C等效電路行為。在非常高的頻率下相位角接近0°時(shí)，總阻抗中只剩下電阻分量，如預(yù)期的R ESR （=Z Re ）。在較低的頻率下，相位角接近-90度，表現(xiàn)出主要的電容行為。測量結(jié)果得到R ESR ≈6.5 kΩ和C≈145 pF，| Z |和的相應(yīng)計(jì)算圖（實(shí)線）與測量結(jié)果非常吻合。