【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院、深圳先進(jìn)電子材料國際創(chuàng)新研究院孫蓉團(tuán)隊在Chemical Engineering Journal上，發(fā)表了題為Flexible liquid metal/cellulose nanofiber composites film with excellent thermal reliability for highly efficient and broadband EMI shielding的研究成果，碩士生廖思遠(yuǎn)為論文第一作者，副研究員萬艷君和研究員朱朋莉為論文的共同通訊作者。
柔性、高效電磁屏蔽材料在電子器件、信息通訊等領(lǐng)域具有重要意義，傳統(tǒng)金屬屏蔽材料(包括金屬框、金屬板和金屬網(wǎng)等)受到剛性大和不易彎折等缺點的限制。為此，研究人員選取了柔性的液態(tài)金屬(Liquid Metal，LM)為填料、纖維素納米纖維(Cellulose Nanofiber，CNF)為基體，利用LM優(yōu)異的流動性，在剪切力的作用下，LM被分散成小液滴，其表面與空氣接觸會被氧化生成絕緣的氧化鎵殼，同時與富含-OH和-COOH的CNF相互作用，經(jīng)冷凍干燥形成穩(wěn)定的LM/CNF復(fù)合物。通過機(jī)械壓膜，相互隔離和絕緣的LM液滴被擠破重新形成導(dǎo)電通路，獲得了具有層間結(jié)構(gòu)的LM/CNF復(fù)合屏蔽膜。具有多層電子傳輸路徑的LM/CNF復(fù)合膜電導(dǎo)率高達(dá)96000 S/m，在4-18 GHz的寬頻范圍內(nèi)，電磁屏蔽效能高達(dá)65 dB(300 μm)。120℃熱處理8小時后，電磁屏蔽效能依然保持穩(wěn)定。采用建模仿真，研究人員進(jìn)一步證實了LM/CNF復(fù)合膜以反射損耗為主的屏蔽機(jī)理，這與實驗結(jié)果一致。
此外，在前期工作中，研究團(tuán)隊設(shè)計制備出一系列高效、輕質(zhì)、柔性的電磁屏蔽材料，并對相關(guān)電磁屏蔽機(jī)理進(jìn)行了深入探討。開展的工作包括超高強(qiáng)度致密化碳納米管薄膜(Wan YJ, et al, ACS Nano, 2020, 14, 14134-14145)，輕質(zhì)、耐腐蝕的碳包覆銀納米線雜化海綿屏蔽材料(Wan YJ, et al, Small, 2018, 1800534)，以及具有高化學(xué)穩(wěn)定性的MXene屏蔽材料(Wan YJ, et al, Chemical Engineering Journal, 2021, 408, 127303)等，為新型屏蔽材料的發(fā)展提供了理論與技術(shù)支撐。
研究工作獲得科學(xué)技術(shù)部重點研發(fā)專項、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金、深圳先進(jìn)院優(yōu)秀青年基金等項目的資助。
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