复合电介质中的协同界面效应：基于多尺度建模的电荷俘获调控洞察

现代能源应用的快速发展驱动了对提升储能电介质介电强度以实现更高功率密度的迫切需求。界面设计是调节决定介电强度的关键电荷传输过程的有前景策略。然而，由于对涉及基本电子过程以及分子构建块特性与界面形态复杂相互作用的内在机制缺乏基本理解，针对界面效应对电荷传输的针对性利用受到限制——这些细节无法通过实验方法完全解析。在这里，我们采用一种多尺度建模方法，将电荷载体的量子特性与复杂界面的纳米和介观结构细节联系起来。应用于一个经过验证的原型应用——纤维素-油复合材料，其界面由油、无序和结晶纤维素区域之间形成，该方法表明电荷被俘获在无序区域。具体而言，它揭示了这种俘获是两种传输调节界面机制的协同效应：向后传输到油区域的转移被能量因素抑制，而向前传输到结晶纤维素的转移被低电子耦合抑制。通过双界面调节对界面效应分子起源的洞察，为先进能源材料提供了新的发展路径。