复旦大学Science Advances:这个MXene复合

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时间:2022-09-22 22:18:16 作者:ob体育app下载 来源:欧宝买球

  聚合物基导电纳米复合材料在电磁干扰(EMI)屏蔽方面具有广阔的应用前景,可以保证电子器件的稳定运行,保护人体免受电磁辐射的伤害。尽管MXenes显示出了很高的EMI屏蔽性能,但如何构建MXene含量最低、恶劣条件下耐久的高效EMI屏蔽聚合物/MXene复合膜仍然是一个巨大的挑战。

  近日,复旦大学叶明新教授,沈剑锋教授报道了采用单向聚酰亚胺(PI)气凝胶辅助浸渍和热压的方法,设计并构建了一种以Ti3C2Tx薄片导电的层次化多孔的PI/Ti3C2Tx MXene复合薄膜。

  1)研究发现,基于Ti3C2Tx薄片导电路径的复合膜具有高电导率的高效反射损耗。同时,这种分层多孔结构创造了多个界面,以增加穿透电磁波(EMWs)的传播路径,促进界面极化损耗,进而导致PI/Ti3C2Tx薄膜内部的EMWs衰减。

  2)得益于上述协同效应,体积分数为2.0% Ti3C2Tx的PI/Ti3C2Tx薄膜在厚度为90 μm时具有高达15527 dB cm2 g-1的绝对EMI SE(SSE/t)。同时,在耐高温、耐低温的PI基体保护下,PI/Ti3C2Tx薄膜在湿热环境、高温(250 °C)、低温(−196 °C)和快速热冲击(∆T=446 °C)条件下仍能保持较高的EMI屏蔽性能。此外,高机械强度的PI基体使多层PI/Ti3C2Tx薄膜在−100至250 °C的宽温度范围内具有令人满意的恒温力学性能,在−70至250 °C之间的尺寸变化很小(0.5%),以及在250 °C下10000次以上的拉伸和弯曲耐久性。

  3)值得注意的是,所获得的EMI屏蔽膜能够容易地加工成各种形状,不受几何约束,在复杂结构的电子器件和仪器中显示出可伸缩应用的独特优势。

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