電磁屏蔽技術(shù)的案例
北化大于中振教授和張好斌教授團(tuán)隊(duì)ACS AMI： 輕質(zhì)、超彈性多功能MXene/CNT氣凝膠用于高效電磁屏蔽
隨著電子信息技術(shù)的迅速發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)的大力建設(shè)，電磁污染和電磁干擾（EMI）也愈發(fā)嚴(yán)重。電磁屏蔽技術(shù)在控制或減輕電磁輻射污染方面起著至關(guān)重要的作用，而高性能電磁屏蔽材料是實(shí)現(xiàn)電磁屏蔽的關(guān)鍵。在航空航天、便攜式和可穿戴智能電子設(shè)備領(lǐng)域中，迫切需要高性能、輕質(zhì)、高導(dǎo)電性和超彈性，甚至耐極端環(huán)境的電磁屏蔽材料，但是它們的研究開發(fā)仍然面臨艱巨挑戰(zhàn)。二維過渡金屬碳/氮化物（MXene）的納米片層結(jié)構(gòu)、出眾的電學(xué)性質(zhì)、極性的表面性質(zhì)使其在制備高效的電磁屏蔽材料方面展現(xiàn)出極大的潛力和競(jìng)爭(zhēng)力。但由于MXene表面的官能團(tuán)種類、片層大小以及較弱的納米片層間作用力的限制，難以制備得到兼具高彈性和高導(dǎo)電性的輕質(zhì)可壓縮三維結(jié)構(gòu)。
北京化工大學(xué)于中振教授、張好斌教授團(tuán)隊(duì)展示了一種有效的方法來提高M(jìn)Xene基氣凝膠的彈性，同時(shí)保持其高導(dǎo)電性和低密度特性。基于MXene納米片與酸化碳納米管（aCNT）的協(xié)同作用，通過定向冷凍和后續(xù)冷凍干燥構(gòu)建了具有類爬山虎微形貌的MXene/aCNT各向異性氣凝膠。MXene納米片構(gòu)建了各向異性多孔骨架，而aCNTs像爬山虎一樣牢牢地抓住MXene納米片形成的孔壁，不僅提升了MXene基氣凝膠的強(qiáng)度，還實(shí)現(xiàn)了氣凝膠的超輕性和超彈性。同時(shí)，高導(dǎo)電骨架、多孔結(jié)構(gòu)以及MXene和aCNT上豐富的可極化中心賦予了氣凝膠極高的電磁屏蔽性能。此外，定向多孔的全無機(jī)骨架不僅使得MXene/aCNT各向異性氣凝膠具有良好的隔熱性能，還可以經(jīng)受極端溫度（-196~300℃）環(huán)境而不會(huì)發(fā)生脆斷或融化，仍然保持很好的壓縮回彈性。這些特性使該氣凝膠有望應(yīng)用于熱敏感電子器件的隔熱、緩震、電磁干擾防護(hù)等領(lǐng)域。
展開 中美科學(xué)家聯(lián)手打造可量產(chǎn)的下一代半透明電磁屏蔽薄膜
隨著電子設(shè)備爆炸性的增長(zhǎng)，如何在屏蔽多頻段不同能量的電磁干擾（EMI）的同時(shí)，仍能正常使用各種需要視覺交互的電子設(shè)備，如智能手機(jī)，平板電腦等成為了當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。但截止到目前為止，對(duì)于開發(fā)批量化制備兼具柔性透明與高性能的電磁屏蔽薄膜的技術(shù)仍在探索之中。
近日，紐約大學(xué)André Taylor團(tuán)隊(duì)博士后翁國(guó)明、西南交通大學(xué)材料學(xué)院周祚萬教授團(tuán)隊(duì)副教授李金陽與Drexel大學(xué)Yury Gogotsi團(tuán)隊(duì)博士生Mohamed作為共同第一作者，在材料領(lǐng)域頂級(jí)期刊Advanced Functional Materials（先進(jìn)功能材料）發(fā)表了最新成果 “Layer-by-Layer Assembly of Cross-Functional Semi-transparent MXene-Carbon Nanotubes Composite Films for Next-Generation Electromagnetic Interference Shielding”。與以往厚重剛性不透明的薄膜相比，這種通過旋轉(zhuǎn)噴涂層層自組裝技術(shù)（SSLBL）制備的柔性半透明可控的電磁屏蔽薄膜，可被應(yīng)用于更為廣闊的電磁屏蔽應(yīng)用。
該文章提出的SSLbL結(jié)合旋轉(zhuǎn)涂布機(jī)與多相噴頭復(fù)合成膜技術(shù)，能夠一層一層地將帶相反電荷的具備納米厚度的單層高分子疊加起來，從而制備出具有柔性和半透明的電磁屏蔽薄膜。通過在相反電荷的高分子層中摻入碳納米管（CNTs）和Mxene，能夠可控制備這種高達(dá)數(shù)百個(gè)層層交替疊加的復(fù)合薄膜。其中，CNT與MXene層之間的強(qiáng)烈靜電與氫鍵結(jié)合作用賦予薄膜高柔性。同時(shí)，分散于各層內(nèi)的Mxene與CNT本身優(yōu)良的導(dǎo)電性，以及這種層層疊加的特殊結(jié)構(gòu)，是該符合薄膜具備優(yōu)良的電磁屏蔽性能的重要因素。
展開 什么是核磁共振屏蔽室、電磁屏蔽室、電鏡屏蔽室、電波暗室屏蔽室？
（4）觀察窗設(shè)計(jì)：
觀察窗為雙層屏蔽玻璃內(nèi)襯30目銅網(wǎng)，雙層銅網(wǎng)之間距離為5-6公分，以提高屏蔽效能，保證高清晰度。
什么是電磁屏蔽室？
電磁屏蔽室是電磁兼容（EMC）領(lǐng)域的重要內(nèi)容，電磁屏蔽室就是一個(gè)鋼板房子，冷軋鋼板是其主體屏蔽材料。包括六面殼體、門、窗等一般房屋要素，只是要求嚴(yán)密的電磁密封性能，并對(duì)所有進(jìn)出管線作相應(yīng)屏蔽處理，進(jìn)而阻斷電磁輻射出入。
結(jié)構(gòu)形式
電磁屏蔽室有鋼板拼裝式、鋼板焊接式、鋼板直貼式及銅網(wǎng)式四大類。拼裝式為厚度1.5㎜鋼板模塊拼裝而成，生產(chǎn)、安裝工藝較簡(jiǎn)單，適用于小面積、屏蔽效能要求一般的工程。可拆卸移建，但移建后屏蔽效能明顯降低。鋼板焊接式屏蔽室采用2～3㎜冷軋鋼板與龍骨框架焊接而成，屏蔽效能高，適應(yīng)各種規(guī)格尺寸，是電磁屏蔽室的主要形式。直貼式和銅網(wǎng)式用于屏蔽效能要求較低的簡(jiǎn)易工程。
基本組成內(nèi)容
（1）殼體：此處以鋼板焊接式電磁屏蔽室為例。包括六面龍骨框架、冷軋鋼板。龍骨框架由槽鋼、方管焊接而成，材料規(guī)格按屏蔽室大小確定地面龍骨（地梁）應(yīng)與地面進(jìn)行絕緣處理。墻、頂部冷軋鋼板厚度2mm，底部鋼板厚3㎜，先在車間預(yù)制成模塊，分別焊接在龍骨框架內(nèi)側(cè)。所有焊接均采用CO2保護(hù)焊，連續(xù)滿焊，并用專用設(shè)備撿漏，防止漏波。所有鋼質(zhì)殼體必須進(jìn)行良好的防銹處理。
（2）電磁屏蔽門：電磁屏蔽門是屏蔽室唯一活動(dòng)部件，也是屏蔽室綜合屏蔽效能的關(guān)鍵，技術(shù)含量較高，材料特殊，工藝極其復(fù)雜，共26道工序。電磁屏蔽門有鉸鏈?zhǔn)讲宓堕T、平移門兩大類，各有手動(dòng)、電動(dòng)、全自動(dòng)等形式。如考慮使用的穩(wěn)定性及性價(jià)比，則首選手動(dòng)插刀式鉸鏈門（標(biāo)準(zhǔn)門1900㎜×850㎜）。
（3）蜂窩型通風(fēng)波導(dǎo)窗：通風(fēng)換氣、調(diào)節(jié)空氣是屏蔽室必備設(shè)施。蜂窩型波導(dǎo)窗由對(duì)邊距5㎜的六邊形鋼質(zhì)波導(dǎo)管集合組成，波導(dǎo)管不妨礙空氣流通，卻對(duì)電磁輻射有截止作用。
展開 歐拓開發(fā)電磁屏蔽技術(shù) 可為EV電池提供高效保護(hù)
蓋世汽車訊 據(jù)外媒報(bào)道，隨著電氣化出行穩(wěn)步推進(jìn)，歐拓公司（Autoneum）認(rèn)識(shí)到，汽車制造商對(duì)汽車電池相關(guān)產(chǎn)品的需求在不斷增加，并已開始拓展其在鋁板成型方面的專業(yè)知識(shí)，包括電池電磁屏蔽（EMS）。沖壓鋁組件可防止電動(dòng)汽車內(nèi)部產(chǎn)生電磁干擾（EMI），受益于設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)單的制造工藝，為復(fù)合電池蓋提供了耐用且經(jīng)濟(jì)有效的屏蔽解決方案。
（圖片來源：autoneum）
目前，車輛性能取決于越來越多的電子系統(tǒng)和設(shè)備。日益復(fù)雜的技術(shù)設(shè)備，可以提高駕駛舒適性和車輛安全性，同時(shí)也容易受到電磁干擾。為了防止電磁輻射影響汽車的電子電路和電池功能，或者破壞汽車的關(guān)鍵安全控制系統(tǒng)，或損害乘車人員的健康，必須保護(hù)相應(yīng)的電子部件。
在電動(dòng)汽車中，對(duì)有效電磁屏蔽的需求尤為普遍。目前，電動(dòng)機(jī)和電池是額外的EMI來源。為了將相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)降至最低，歐拓開發(fā)了由壓花鋁板（embossed aluminum sheets）制成的EMS。
歐拓的最新產(chǎn)品專門針對(duì)電動(dòng)汽車，借鑒了該公司在鋁制隔熱板設(shè)計(jì)、開發(fā)和生產(chǎn)方面數(shù)十年的經(jīng)驗(yàn)。然而，EMS不是針對(duì)動(dòng)力總成和排氣系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量提供保護(hù)，而是置于電池蓋上，以保護(hù)汽車電池和其他電子設(shè)備免受電磁干擾。
由于鋁具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能，并受益于特殊的組件設(shè)計(jì)，歐拓的EMS能夠改善電池外殼的功能，使其成為高效的EMI防護(hù)罩。其屏蔽效能超過70dB，比起其他方法，如使用額外的填料，或在電池蓋上噴涂金屬涂層，能夠提供更強(qiáng)的電磁保護(hù)，而且非常易于制造。
鋁制EMS質(zhì)量高、堅(jiān)固且具有成本效益，可以作為復(fù)合電池蓋的一種補(bǔ)充，防止汽車內(nèi)部產(chǎn)生電磁干擾。
展開 
西南大學(xué)王明教授課題組Carbon綜述：多界面多尺度電磁屏蔽高分子復(fù)合材料的構(gòu)建、屏蔽機(jī)理及研究展望
隨著電子/電氣設(shè)備使用量的增加，電磁干擾（EMI）屏蔽技術(shù)的研究日益受到重視。電磁干擾不僅會(huì)引起電氣設(shè)備的故障，而且也危險(xiǎn)人民的身體健康，因此電磁干擾屏蔽在現(xiàn)在社會(huì)中已成為一個(gè)重要的問題。金屬材料由于其良好的電磁波反射性能是一種傳統(tǒng)電磁屏蔽材料。然而，金屬材料由于密度大、成本高、不耐腐蝕、成型加工性差等缺點(diǎn)限制了其應(yīng)用發(fā)展，而且金屬材料由于較高的電磁波反射率容易造成電磁波的二次污染。因此，導(dǎo)電高分子復(fù)合材料（CPC）具有優(yōu)異的成型加工性、低成本、低密度、耐腐蝕等優(yōu)勢(shì)有望替代傳統(tǒng)的金屬電磁屏蔽材料。然后，傳統(tǒng)的CPC具有較差的電磁屏蔽效能，而且往往需要高的導(dǎo)電填料填充量，使其力學(xué)性能變差，很難獲得大規(guī)模的應(yīng)用。因此，如何通過復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獲得高效電磁屏蔽高分子復(fù)合材料是解決問題的關(guān)鍵。
展開 不可不看的電磁屏蔽知識(shí)
隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，人們?cè)谏a(chǎn)生活中使用的電子產(chǎn)品和設(shè)備越來越多，而計(jì)算機(jī)、無線電等發(fā)射裝置都會(huì)產(chǎn)生不同波長(zhǎng)和頻率的電磁波。目前，電磁污染已經(jīng)成為繼大氣污染、水污染、噪聲污染后的一種新的污染源。因此，人們對(duì)相關(guān)設(shè)備的電磁屏蔽也越來越重視。
電磁屏蔽，就是利用金屬等電磁屏蔽材料做成屏蔽體，將需要防護(hù)的區(qū)域封閉起來，把電磁脈沖隔離在屏蔽體外，需要通風(fēng)和進(jìn)出人員設(shè)備的孔口則采用電磁屏蔽門或波導(dǎo)窗保護(hù)起來。當(dāng)電磁脈沖來臨時(shí)，其電磁能量被屏蔽體反射、吸收或阻斷。即便電磁脈沖可以穿透屏蔽體，電磁能量和電磁場(chǎng)強(qiáng)度也會(huì)衰減到可以接受的程度。
電磁屏蔽是避免電子設(shè)備和電子系統(tǒng)受電磁干擾的重要措施之一，它可以有效地減少空間傳播所泄露的電磁干擾。既可減少電子設(shè)備向外輻射電磁干擾，又可阻止外部電磁干擾對(duì)電子設(shè)備的影響。
電磁屏蔽按屏蔽原理可分為電場(chǎng)屏蔽、磁場(chǎng)屏蔽和電磁屏蔽。
1.電場(chǎng)屏蔽主要是為了防止電子原件或設(shè)備間的電容耦合，它采用金屬屏蔽層包封電子器件或設(shè)備，其屏蔽體采用良導(dǎo)體制作并有良好的接地，這樣就把電場(chǎng)止于導(dǎo)體表面，并通過地線中和導(dǎo)體表面上的感應(yīng)電荷，從而防止由靜電耦合產(chǎn)生的相互干擾。
2.磁場(chǎng)屏蔽是通過把磁力線封閉在屏蔽體內(nèi)，從而阻擋內(nèi)部磁場(chǎng)向外擴(kuò)散或外界磁場(chǎng)干擾進(jìn)入，為屏蔽體內(nèi)外的磁場(chǎng)提供低磁阻的通路來分流磁場(chǎng)。磁場(chǎng)屏蔽可以很好地抑制噪聲源和敏感設(shè)備之間由于磁場(chǎng)耦合所產(chǎn)生的干擾。
3.電磁屏蔽主要用于防止在高頻下的電磁感應(yīng)，利用電磁波在導(dǎo)體表面上的反射和在導(dǎo)體中傳播的急劇衰減來隔離變電磁場(chǎng)的相互耦合，從而防止高頻率電磁場(chǎng)的干擾。
目前，研究人員已經(jīng)根據(jù)不同的電磁屏蔽原理研究出了不同的電磁屏蔽材料。
展開 用于熱管理和電磁干擾屏蔽的碳基復(fù)合氣凝膠
來源 | Chemical Engineering Journal
01
背景介紹
電子和通信設(shè)備的需求不斷增長(zhǎng)，器件開始面臨電磁微波(EMWs)污染和熱失控的新挑戰(zhàn)。為了解決這些問題，研究人員開發(fā)了各種材料來滿足熱管理和電磁干擾屏蔽應(yīng)用的要求，從金屬到聚合物基復(fù)合材料。雖然金屬由于其高導(dǎo)熱性和電磁干擾屏蔽性能而被廣泛應(yīng)用于各種商業(yè)領(lǐng)域，但其重量大、防腐性能差等缺陷阻礙了其廣泛應(yīng)用。
在這種情況下，具有高導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性的聚合物基復(fù)合材料脫穎而出，這種復(fù)合材料通常是通過復(fù)合導(dǎo)熱/電填料制成。常見的導(dǎo)熱填料包括石墨烯、碳納米管(CNTs)、碳納米纖維(CNFs)等，由于其低密度、低成本、優(yōu)異的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性以及卓越的機(jī)械性能，也被廣泛用于提高聚合物的性能，為聚合物基復(fù)合材料在電磁干擾屏蔽和熱管理領(lǐng)域的應(yīng)用提供了可行性。
此外，導(dǎo)熱填料的分散的均勻性可以使聚合物基復(fù)合材料形成有效的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而提高了聚合物基復(fù)合材料的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性。但是，由于超聲分散容易使碳填料團(tuán)聚，會(huì)損害填料固有的電學(xué)和熱學(xué)性能。因此，由CNTs和石墨烯組成的三維自支撐骨架可以在一定程度上避免了填料的自聚集，為電子和熱傳遞提供了豐富的高效途徑，成為一種極具潛力的分散方法。
02
成果掠影
近期，西北工業(yè)大學(xué)宋強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)在開發(fā)具有導(dǎo)熱和電磁屏蔽性能材料取得新進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)提出了一種新設(shè)計(jì)策略來構(gòu)建用于環(huán)氧樹脂改性的全碳?xì)饽z復(fù)合材料。
展開 用于熱管理和電磁干擾屏蔽的柔性Cu/PLLA多孔纖維膜
同時(shí)，電子元件產(chǎn)生的電磁（EM）波會(huì)干擾正常的電池行為和設(shè)備操作。因此，具有優(yōu)異熱管理和EM屏蔽材料的超薄功能復(fù)合材料在可穿戴設(shè)備的優(yōu)化方面具有廣闊的前景。熱管理和電磁屏蔽膜已被開發(fā)用于各種可穿戴應(yīng)用。柔性織物的透氣性也是決定設(shè)備舒適性和可用性的關(guān)鍵因素，但金屬?gòu)?fù)合材料很難同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩者兼而有之強(qiáng)度和透氣性。此外，可穿戴設(shè)備的輕薄特性往往會(huì)限制導(dǎo)電材料的熱管理能力。熱量積聚會(huì)導(dǎo)致薄膜失效，影響可穿戴織物的舒適性；增加電能也會(huì)影響材料的熱性能。熱傳導(dǎo)和分散通常伴隨著其他材料性能的波動(dòng)，并且依賴于外部溫度，這使得可靠的散熱和熱利用受到很大限制。因此，柔性、透氣、增強(qiáng)的超薄金屬聚合物纖維膜用于有效的熱管理和高電磁干擾屏蔽仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)，極大地限制了可穿戴設(shè)備的技術(shù)革命。
02
成果掠影
近期，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)李加深教授在用于有效的熱管理和電磁屏蔽的材料方面取得相關(guān)進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)，通過在聚合物襯底上沉積銅顆粒，開發(fā)了超薄(15μm)、柔性和多孔的Cu/PLLA纖維膜。采用新穎的丙酮和熱處理工藝，在保持多孔纖維結(jié)構(gòu)的同時(shí)，膜的強(qiáng)度顯著提高。其優(yōu)異的透氣性和超高的導(dǎo)電性使復(fù)合材料具有快速的電加熱特性和良好的導(dǎo)熱性能，可有效地進(jìn)行熱管理。同時(shí)，多孔聚合物襯底結(jié)構(gòu)大大增強(qiáng)了導(dǎo)電物質(zhì)的擴(kuò)散，提高了膜的電磁干擾屏蔽效果(H波段為7797.98 dB cm
2/g, Ku波段為8072.73 dB cm
2/g)。該復(fù)合材料具有較高的柔韌性、透氣性和強(qiáng)度，并具有熱管理和電磁屏蔽功能，在未來的便攜式電子設(shè)備和可穿戴一體化服裝中具有很大的潛力。
展開 鈦聞在線 | SIMULIA系列:EMC仿真 – 電磁屏蔽
貴州大學(xué)謝蘭教授團(tuán)隊(duì)：高導(dǎo)熱的高性能電磁屏蔽材料
為了提高聚合物導(dǎo)熱性能，謝蘭教授團(tuán)隊(duì)前期利用強(qiáng)剪切流動(dòng)場(chǎng)與層層自組裝技術(shù)，從多維填料協(xié)同、多元異質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（圖1B/C）及填料多尺度構(gòu)建（圖1C）等方面搭建有序?qū)訝罹W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，研究了生物質(zhì)基復(fù)合材料“結(jié)構(gòu)-界面熱阻-導(dǎo)熱性能”的關(guān)系（圖1），最終實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)基復(fù)合材料的強(qiáng)韌性及其高導(dǎo)熱性能。
圖2. 高導(dǎo)熱的NFC/Fe3O4＆CNT/PEO薄膜的電磁屏蔽效果展示及其機(jī)理示意圖。
基于前期研究工作，謝蘭教授團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步采用“交替多層”設(shè)計(jì)思路構(gòu)建了包含納米纖維素/四氧化三鐵（NFC/Fe3O4）層和碳納米管/聚環(huán)氧乙烷（CNT/PEO）層的交替多層薄膜。其復(fù)合膜展現(xiàn)了優(yōu)異的電導(dǎo)率、導(dǎo)熱系數(shù)以及出色的電磁屏蔽效能（EMI SE）。NFC/Fe3O4＆CNT/PEO柔性薄膜同時(shí)具有出色的EMI SE和導(dǎo)熱系數(shù)，在通信行業(yè)，便攜式電子設(shè)備和機(jī)器人關(guān)節(jié)中具有潛在的應(yīng)用前景。
圖3.復(fù)合材料的導(dǎo)熱與電磁屏蔽性能。
本研究成果第一作者為貴州大學(xué)材料與冶金學(xué)院2018級(jí)碩士研究生李毅，通訊作者是薛白博士和謝蘭教授。
展開 一種雙模式個(gè)人熱管理可拉伸電磁屏蔽織物
來源 | Advanced Functional Materials
01
背景介紹
隨著可變形、可穿戴電子設(shè)備的快速發(fā)展，由電磁波引起的電磁輻射和電磁干擾問題日益嚴(yán)重，對(duì)人類健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。傳統(tǒng)的電磁屏蔽材料在拉伸和彎曲變形下的機(jī)械穩(wěn)定性較差，在大應(yīng)變下電磁屏蔽性能急劇下降，因此有必要研制出具有可拉伸性的柔性可穿戴式電磁屏蔽材料。另一方面，可穿戴設(shè)備還應(yīng)具有個(gè)人熱管理能力，通過被動(dòng)輻射制冷和加熱，實(shí)現(xiàn)在炎熱和寒冷的天氣條件下都能夠?yàn)榇┐髡咛峁┦孢m的溫度環(huán)境。因此，開發(fā)集柔性、透氣性、可拉伸的電磁屏蔽和個(gè)人被動(dòng)熱管理能力于一體的可穿戴電子織物具有很大的應(yīng)用前景，但如何實(shí)現(xiàn)拉伸過程中仍能保持穩(wěn)定的電磁屏蔽性能以及成功集成個(gè)人熱管理能力仍然具有挑戰(zhàn)性。
02
成果掠影
近日，鄭州大學(xué)橡塑模具國(guó)家工程研究中心劉春太教授和馮躍戰(zhàn)副教授團(tuán)隊(duì)巧妙的運(yùn)用雙軸預(yù)拉伸的方法在靜電紡絲TPU/PDMS織物的一側(cè)成功構(gòu)建塊狀堆疊褶皺結(jié)構(gòu)的AgNW/MXene導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，得到了一種具有janus型雙模被動(dòng)個(gè)人熱管理能力的可拉伸EMI屏蔽織物。采用靜電紡絲法制備柔性多孔TPU/PDMS織物作為彈性基體，在雙軸預(yù)拉伸的狀態(tài)下通過噴涂將AgNW和MXene依次沉積在織物一側(cè)，由于彈性TPU/PDMS基底與AgNW/MXene導(dǎo)電層之間的模量不匹配，在緩慢釋放預(yù)應(yīng)變后會(huì)形成塊狀堆疊的褶皺狀導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。褶皺AgNW/MXene導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)賦予織物應(yīng)變不變的電磁干擾屏蔽能力，在單軸(10-50%拉伸應(yīng)變)和雙軸(21-125%拉伸應(yīng)變)條件下都能確保穩(wěn)定的40 dB屏蔽效果。
展開 
用于高性能電磁屏蔽和熱管理的石墨烯/MXene復(fù)合材料
來源 | ACS Applied Nano Materials
01
背景介紹
隨著無線通信平臺(tái)和便攜式電子產(chǎn)品向高集成度、小型化、輕量化、高功率密度方向快速發(fā)展，全球電磁輻射污染日益嚴(yán)重。嚴(yán)重的電磁干擾(EMI)不僅會(huì)干擾電子設(shè)備的正常工作，而且會(huì)對(duì)人體健康和其他生物系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響因此，人們致力于通過制造各種具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)特性的電磁干擾屏蔽材料來緩解電磁輻射問題。
在報(bào)道的電磁干擾屏蔽材料中，金屬基箔/薄膜(如銅箔，鋁箔和MXene薄膜)具有優(yōu)異的導(dǎo)電性，但通常存在一些缺點(diǎn)(如耐腐蝕性差和質(zhì)量密度高)，這在一定程度上阻礙了它們的實(shí)際應(yīng)用。另一方面，具有輕量化和多孔結(jié)構(gòu)的雜化二維導(dǎo)電材料(如還原氧化石墨烯(rGO)/ MXene,Ti3C2Tx/rGO和Ti3C2Tx/碳納米片)已被認(rèn)為是EMI屏蔽應(yīng)用的有希望的候選者。
然而，由于含有豐富的含氧官能團(tuán)，通常會(huì)導(dǎo)致復(fù)合膜的導(dǎo)電性較差，屏蔽電磁干擾的效果(SE)較低。此外，將低維導(dǎo)電填料(例如，1D碳納米管， 2D氧化石墨烯， 2D石墨烯納米片，和2D MXene)摻入電絕緣聚合物中構(gòu)建的導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料(CPCs)被認(rèn)為是替代EMI屏蔽候選材料，但這些CPCs的EMI SE值仍然令人不滿意。因此，開發(fā)具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)特性和提高電磁干擾屏蔽效果的新型電磁干擾屏蔽材料是迫切需要的。
與一維和二維導(dǎo)電填料相比，具有相互連接的多孔網(wǎng)絡(luò)的三維石墨烯泡沫/薄膜由于其輕量化和優(yōu)異的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等優(yōu)點(diǎn)，已被用于EMI屏蔽和熱管理應(yīng)用。
展開 西工大顧軍渭教授《Small》：基于三明治結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽復(fù)合膜
電子設(shè)備的快速發(fā)展使電磁輻射、電磁干擾等問題日益突出，嚴(yán)重影響電子設(shè)備的正常運(yùn)行和信息的安全傳遞，并危害人體健康。柔性電磁屏蔽材料可對(duì)電子設(shè)備及其所處環(huán)境進(jìn)行有效防護(hù)，阻止電磁信息泄漏、切斷電磁波傳播途徑、抑制電磁波的輻射和干擾，是解決電磁輻射和電磁干擾問題最為重要的技術(shù)手段之一。隨著新一代柔性電子設(shè)備智能化、便攜化以及可穿戴化的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)電磁屏蔽材料的柔性、輕質(zhì)、導(dǎo)熱性能及力學(xué)性能等方面也提出了更高的要求，亟需研究制備新型高性能、多功能柔性電磁屏蔽復(fù)合膜。
西北工業(yè)大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院顧軍渭教授“結(jié)構(gòu)/功能高分子復(fù)合材料”（SFPC）課題組通過在纖維素、聚苯胺基體中分別引入銀納米線、 Ti3C2Tx MXene（ACS Appl Mater Interfaces, 2020, 12: 18023；Compos Sci Technol, 2019, 183: 107833）實(shí)現(xiàn)其電磁屏蔽性能的有效提升；以芳綸納米纖維為增強(qiáng)層、 Ti3C2Tx MXene/銀納米線雜化導(dǎo)電填料為導(dǎo)電層，制備的雙層結(jié)構(gòu)電磁屏蔽復(fù)合膜（ACS Nano, 2020, 14: 8368）兼具良好的柔韌性、優(yōu)異的力學(xué)性能、高電導(dǎo)率、突出的寬頻電磁屏蔽性能和熱管理性能等特性；并采用離子誘導(dǎo)自組裝和真空輔助抽濾成膜工藝制備出多孔結(jié)構(gòu)的Ti3C2Tx MXene/rGO電磁屏蔽復(fù)合膜（Carbon, 2021, 175: 271），有效解決二維材料的自堆疊問題，增大片層間距、增加多重反射界面、延長(zhǎng)電磁波傳輸路徑，實(shí)現(xiàn)其電磁屏蔽性能的高效提升。
展開 中科大俞書宏團(tuán)隊(duì)Nano Letters：電磁屏蔽性能優(yōu)異的輕質(zhì)材料！
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。
展開 金屬圓形散熱孔陣5G電磁屏蔽效能仿真分析
當(dāng)金屬厚度為2 mm、散熱孔徑為2 mm，散熱效率為50%時(shí)，TE或TM極化電磁波以0?~60?入射時(shí)，正六邊形周期排布圓形金屬散熱孔陣在1 GHz~40 GHz頻段內(nèi)的SE均大于30 dB，基本滿足了5G通信對(duì)于電磁屏蔽需求，在一定程度上平衡了散熱與電磁屏蔽之間的矛盾，對(duì)工程上的開孔型電磁屏蔽罩的設(shè)計(jì)具有一定的參考意義。
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