高性能電磁波屏蔽準時動態材料研究取得新進展

  高性能電磁波屏蔽準時動態材料研究取得新進展

  信息時代電子電氣設備的迅猛發展在給人們帶來方便的同時,也產生瞭大批的負面效應,如電磁信息泄露、電磁環境混浊和電磁幹擾等新的環境混浊問題。高功能電磁波屏蔽原料已成為解決電磁波混浊的關鍵技術。隨著高頻高速5G時代的到來以及可穿戴設備的發展,對電磁屏蔽原料提出瞭更高的要求。金屬原料雖具有优良的電磁屏蔽功能,但其密度大、易腐蝕等特點限制瞭其進一步應用。因而,發展高效、輕質、柔性、耐腐蝕金屬基電磁波屏蔽原料是一項严重挑戰。

  近日,香港中文大學教授廖維新,深圳先進技術研讨院汪正平、孫蓉團隊在國際納米原料期刊Small上發表瞭最新研讨结果Anticorrosive, ultra-light and flexible carbon-wrapped metallic nanowire hybrid sponges for highly efficient electromagnetic interference shielding(《用於高功能電磁屏蔽的耐腐蝕輕質柔性碳包覆金屬納米線雜化泡棉》)。科研人員采纳水熱法和高溫退火制備瞭碳包覆銀納米線雜化海綿(Ag@C),該Ag@C海綿具有超輕(極低的密度3.2 mg/cm3)、优良的力學功能(可彎折、歪曲,以及在90%壓縮應變下完全回復)和優異的電磁波屏蔽功能(在X-band和Ku-band高於70 dB)。更為重要的是,由於殼層碳對銀線的无效包覆及其特别的多孔結構,Ag@C海綿表現出超疏水(水接觸角158o)和優異的耐腐蝕功能(在pH=0的硝酸溶液下浸泡7天屏蔽功能無明顯變化)。該雜化海綿結合瞭金屬優異的屏蔽功能和碳原料的輕質、柔性和耐腐蝕等優點,綜合功能遠優於傳統金屬原料和平凡碳原料。該任务為開發高效、輕質、柔性、耐腐蝕金屬基電磁屏蔽原料提供瞭新的設計思绪。香港中文大學博士生萬艷君為論文第一作者,廖維新、孫蓉為論文的相同通訊作者,團隊成員研讨員朱朋莉和於進入下半場,哈登又是打破上籃勝利,但湖人也是打出陸續還擊,暫停歸來,哈登開頭改為隊友送助攻,卡佩拉、戈登都成為受害者 淑會參與瞭該項研讨任务。

  此外,研讨團隊將廉價易得的纖維素纖維與氧化石墨烯相結合,通過調控二者比例、退火溫度及氣氛,開發瞭超輕(密度僅為2.83 mg/cm3)且力學功能優異的高效電磁屏蔽(47.8 dB)氣凝膠(Carbon, 2017; 115: 629-639)。在該研讨基礎上,結合團隊后期石墨烯復合原料的研讨(Composites Science and Technology, 2016; 122: 27-35(Highly Cited Paper,Web of Science);RSC Advances, 2016, 6(61): 56589-56598;Composites Science and Technology, 2017; 141: 48-55),團隊還發展瞭一種摻雜石墨烯紙,通過對選取的大尺寸石墨烯進行碘摻雜,一方面大尺寸石墨烯具有較好的共軛結構,有利於进步其載流子傳輸;另一方面碘摻雜進一步进步瞭其載流子密度。因而,該摻雜石墨烯紙表現出優異的電磁波屏蔽功能(厚度僅為12.5微米,屏蔽效能高達52.2 dB)且力學功能相比於未摻雜石墨烯紙無明顯下降(Carbon, 2017; 122: 74-81)。該研讨任务為開發高功能石墨烯基屏蔽膜提供瞭新的办法 。

  相關任务失掉瞭國傢重點研發專項(2017YFB0406300)、香港研讨資助局(T23-407/13-N)、先進電子封裝原料廣東省創新團隊(2011D052)、廣東省高密度電子封裝關鍵原料重點實驗室(2014B030301014)等項目的資助 。

  論文鏈接

  

  圖1 高功能電磁屏蔽碳包覆銀納米線雜化海綿的制備:(a)Ag@C的制備表示圖;(b)碳化前與(c)碳化後雜化海綿表示圖及實物圖;(d)差别形狀的雜化海綿,表現出優異的力學功能;(e)雜化海綿屏蔽電磁波原理表示圖。

  

  

圖2 雜化海綿形貌結構及其在差别厚度和頻段下的電磁屏蔽功能

  

  

圖3 經硝酸(pH=0)溶液浸泡7天後雜化海綿的屏蔽功能和形貌結構

  

 

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