近日，一個(gè)來(lái)自以色列耶路撒冷希伯萊大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)探明了復(fù)合材料中導(dǎo)電粒子濃度與電阻系數(shù)之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料的電阻系數(shù)隨材料中導(dǎo)電粒子濃度的變化而呈現(xiàn)階梯狀變化。相關(guān)研究成果發(fā)表于《歐洲物理雜志》

復(fù)合材料，特別是以聚合物為基質(zhì)的復(fù)合材料是物理學(xué)家研究的熱點(diǎn)之一。這種材料因其電阻系數(shù)可控，同時(shí)還具有許多光學(xué)和機(jī)械特性，而被廣泛用于制造柔性電子設(shè)備。復(fù)合材料之所以能夠?qū)щ?，是因?yàn)閮?nèi)部嵌有球形的金屬粒子或長(zhǎng)形碳粒子等導(dǎo)電粒子。

為了更好地理解復(fù)合材料中導(dǎo)電粒子濃度與電阻系數(shù)之間的關(guān)系，該團(tuán)隊(duì)仔細(xì)研究了滲透理論，獲知了當(dāng)粒子濃度增加時(shí)，相鄰粒子簇的數(shù)量和尺寸的變化情況。基于此，研究者預(yù)測(cè)，隨著導(dǎo)電粒子濃度的變化，材料電阻呈現(xiàn)離散變化，而不是之前認(rèn)為的連續(xù)變化。

最終，該研究團(tuán)隊(duì)利用摻有金屬粒子的材料和摻有碳粒子的材料進(jìn)行了兩次實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了這一預(yù)測(cè)—復(fù)合材料中電阻系數(shù)，隨著導(dǎo)電粒子濃度的變化而呈現(xiàn)階梯變化。隨著粒子濃度的上升，材料的電阻系數(shù)逐級(jí)下減，并且這一現(xiàn)象在復(fù)合納米材料中尤其明顯。