如今，無形的電磁波遍布我們的周圍，為從家用電器到通信衛(wèi)星等幾乎所有對(duì)現(xiàn)代社會(huì)至關(guān)重要的東西供電。然而，這也導(dǎo)致了嚴(yán)重的電磁干擾問題，幾乎影響了日常生活、軍事設(shè)備和空間研究中非常重要的每一個(gè)電氣設(shè)備。因此，為了更好地控制電磁環(huán)境，制造具有高效率和輕質(zhì)特性的電磁干擾屏蔽材料已經(jīng)引起了相當(dāng)大的關(guān)注。

一般來說，典型的電磁干擾屏蔽材料需要通過直接與電磁場(chǎng)相互作用來反射輻射，并通過內(nèi)部電偶極子和/或磁偶極子來吸收電磁波。傳統(tǒng)的電磁干擾屏蔽材料是以金屬為基礎(chǔ)的，金屬太重，不能滿足輕型使用的需要。因此，聚合物或陶瓷的表面金屬化也得到廣泛應(yīng)用，但是復(fù)雜的工藝和較差的耐腐蝕性限制了其應(yīng)用。最近，含有導(dǎo)電納米結(jié)構(gòu)單元的聚合物復(fù)合材料因其重量輕、電磁干擾效率更高和耐腐蝕等特點(diǎn)而備受關(guān)注。然而，這些聚合物電磁干擾屏蔽復(fù)合材料的機(jī)械性能難以滿足其作為結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用。

近日，中科大俞書宏教授課題組報(bào)道了一種可持續(xù)的生物傳感雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)材料，它具有優(yōu)異的比強(qiáng)度和來自纖維素納米纖維(CNF)和碳納米管(碳納米管)的顯著的電磁干擾屏蔽性能(100 dB), 特別是，生物感應(yīng)雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了極高的導(dǎo)電性和機(jī)械強(qiáng)度，這使得它成為用于實(shí)際電磁波屏蔽應(yīng)用的輕質(zhì)、高屏蔽效率和可持續(xù)的結(jié)構(gòu)材料。這項(xiàng)研究工作以“Sustainable Double-Network Structural Materials for Electromagnetic Shielding”為題發(fā)表在國(guó)際著名期刊《Nano Letters》上。

原文鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.0c05081

圖1. CNF/CNTs結(jié)構(gòu)材料的制備及其特點(diǎn)

圖2. 水凝膠和塊體CNF/CNTs的照片和SEM圖像

圖3  CNF/CNTs的力學(xué)性能、電學(xué)性能和EMI屏蔽效率

圖4  不同厚度CNF/CNTs的EMI SE及抗沖擊性能比較

綜上所述，作者開發(fā)了一種簡(jiǎn)單且可擴(kuò)展的生物感應(yīng)策略，將CNF和碳納米管加工成高性能電磁干擾屏蔽結(jié)構(gòu)材料CNF/碳納米管，該材料具有多種特性，包括優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、優(yōu)異的耐腐蝕性、優(yōu)異的耐化學(xué)性以及高效的加工性能。由CNF和碳納米管形成的生物感應(yīng)致密且均勻的納米纖維雙重網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致極高的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性。得益于這些優(yōu)異的性能，CNF/碳納米管復(fù)合材料有望成為一種高強(qiáng)度、輕質(zhì)的電磁屏蔽結(jié)構(gòu)材料（文：one end）

 

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