近期，我中心博士研究生杜自然以第一作者在Composites Communications期刊上发表了题为 “Engineering multilayered MXene/electrospun poly(lactic acid) membrane with increscent electromagnetic interference (EMI) shielding for integrated Joule heating and energy generating” 的研究论文，王亚明教授和米皓阳教授为论文通讯作者。
高集成电子设备的迅速发展对电磁干扰屏蔽及多功能集成特性提出更高要求。发展一种兼具多功能特性的电磁屏蔽复合材料对于未来便携式和穿戴式电子装置具有重要意义。本工作通过层-层组装静电纺丝聚乳酸膜（PLA）和MXene的简易方法，制备了一种多层结构多功能PLA/MXene电磁屏蔽复合膜。由于MXene优异的电导率和复合膜内部的多重反射-吸收效应，多层结构膜相比双层结构膜的屏蔽效率提升了12.2 dB。其结果充分证实了多层结构具有显著提升屏蔽效率的优越性。同时，MXene的高电导性使得多层PLA/MXene复合膜展现出优异的焦耳热效应，在1.5 V的低负载电压下，复合膜的表面温度在25 s内从31 °C迅速上升至52.8 °C。快速的温度响应使得多层PLA/MXene复合膜在便携式加热和电热诊疗等领域具有潜在的应用价值。另外，鉴于PLA和MXene之间的摩擦电负性差异，PLA和MXene可分别作为正极和负极材料组装成摩擦纳米发电机 （TENG）用于能量收集。制备的PLA/MXene TENG展现出优异的能量捕捉特性，其最大输出电压和电流分别达到73 V和22.6 μA，能够同时点亮32颗串联LED，且在外加负载电阻为5.6 MΩ时最大输出功率达到457.1 mW/m2。在25Hz的周期冲击力作用下，PLA/MXene TENG的电压和电流输出仍然保持稳定，说明了此TENG系统具有较高的稳定性，可以用于高灵敏自供能力学传感器的设计与应用。本研究提供了一种可行的制备高效电磁屏蔽膜的路径和方法，也为发展高集成多功能电子器件提供了思路。
该研究得到了国家自然科学基金 (52073261, U1704162), 111引智计划（D18023）的资助。
论文信息： Engineering multilayered MXene/electrospun poly(lactic acid) membrane with increscent electromagnetic interference (EMI) shielding for integrated Joule heating and energy generating, Composites Communications, 2021, DOI: 10.1016/j.coco.2021.100770
论文链接： https://doi.org/10.1016/j.coco.2021.100770
