DOI: 10.1063/5.0021096

优化介电和磁性能的组合已成为电气电子设备的重要课题。与单功能材料相比，多功能材料具有提高设备响应速度、降低成本和增加稳定性的优点，同时减小了设备尺寸。在这项工作中，通过静电纺丝和热压技术制备了分别填充钛酸钡（BT）和钴铁氧体（CFO）的Janus结构聚偏氟乙烯（PVDF）复合材料。Janus结构复合材料（J型）比常规混合纤维复合材料（H型）具有更高的磁性和介电性能。当聚苯乙烯替代PVDF基质时，Janus结构对介电和磁性能的影响更加明显。获得的最佳介电常数高达25.1，饱和磁化强度为7.12 emu/g，这与表面修饰和m-BT/PVDF+m-CFO/PVDF多功能复合材料的Janus结构有关。

图1.静电纺丝过程和形成的Janus型纤维的示意图。

图2.（a）未经处理的BT和m-BT，（b）未经处理的CFO和m-CFO，以及（c）H型和J型PVDF/PVDF复合材料的FTIR光谱。（d）具有不同m-BT和m-CFO重量分数的H型和J型PVDF/PVDF复合材料的β相含量。

图3.电纺Janus型m-BT/PVDF+m-CFO/PVDF纳米纤维的SEM图像，（b）放大（a），（c）单Janus纳米纤维的SEM图像，以及（d）电纺Janus型m-BT/PVDF+m-CFO/PVDF的EDS图像。

图4.（a）J型m-BT/PVDF+m-CFO/PVDF复合材料的介电常数和（b）介电损耗以及（c）H型m-BT+m-CFO/PVDF复合材料的介电常数和（d）介电损耗的频率依赖性。

图5.（a）J型m-BT/PVDF+m-CFO/PVDF和H型m-BT+m-CFO/PVDF复合材料以及（b）具有不同填料含量的J型m-BT/PVDF+m-CFO/PVDF和J型m-BT/PS+m-CFO/PVDF复合材料在103Hz时的介电常数和介电损耗。

图6.（a）含量为20wt％和40wt％的J型m-BT/PVDF+m-CFO/PVDF和H型m-BT+m-CFO/PVDF复合材料的磁滞回线。（b）含量为20wt％和40wt％的J型m-BT/PVDF+m-CFO/PVDF和J型m-BT/PS+m-CFO/PVDF复合材料的磁滞回线。