近日，我中心硕士孙康以第一作者在ACS Applied Materials & Interfaces 期刊（中科院一区，IF=9.229）上发表题为“Flexible Conductive Polyimide Fiber/MXene Composite Film for Electromagnetic Interference Shielding and Joule Heating with Excellent Harsh Environment Tolerance”的研究论文，论文通讯作者为刘虎副教授。

随着信息时代的到来，大量使用高频大功率电磁波进行互联的电子设备得到了广泛的应用。然而，所产生的电磁辐射或干扰将严重威胁精密仪器的运行可靠性和人体健康，促进了高效电磁干扰（EMI）屏蔽材料的快速研发。传统上，选择金属和金属合金作为EMI屏蔽材料，基于其高导电性和较浅的趋肤深度，具有高于60 dB的良好EMI屏蔽效率，但其密度高，柔韧性差，耐化学腐蚀性能差等性质一定程度上限制了它们的广泛应用。在此，一些努力致力于寻找具有高 EMI SE、重量轻和良好柔韧性的有前途的替代品。

柔性MXene基多功能复合材料的开发正成为实现导电MXene在可穿戴电子仪器中应用的热门研究领域。在这里，使用简单的真空过滤和热酰亚胺化技术制造了具有密集堆叠的“钢筋-砖-水泥”层状结构的柔性导电聚酰亚胺纤维（PIF）/MXene复合薄膜。应用水溶性聚酰亚胺前驱体——聚酰胺酸作为粘合剂和分散剂，以确保 MXene 的均匀分散及其与热酰亚胺化后的 PIF 良好的界面粘合性，从而获得优异的机械强度和高导电性 (3787.9 S/m）。由于材料表面的反射、以传导损耗和界面/偶极子极化损耗方式的吸收，以及有利于电磁波在相邻层之间的多次反射和散射的层状结构，所得的 PIF/MXene 复合膜在 8.2-12.4 GHz 的频率范围内表现出 49.9 dB 的高EMI屏蔽效率。更重要的是，其EMI屏蔽能力在各种恶劣环境（如极端高/低温、酸/盐溶液、长期循环弯曲）下都能很好地保持，表现出优异的稳定性和耐久性。此外，基于其稳定和优异的导电性，它还表现出快速、稳定和长期持久的焦耳加热性能。所以，柔性导电PIF/MXene复合薄膜具有优良的导电性和耐恶劣环境，在电磁波保护和个人热管理方面具有很好的应用潜力。

该研究得到国家自然科学基金（51803191和12072325）、国家重点研发计划（2019YFA0706802）、111项目（D18023）、河南省科技攻关项目（20203822210）的资助。

论文信息：Flexible Conductive Polyimide Fiber/MXene Composite Film for Electromagnetic Interference Shielding and Joule Heating with Excellent Harsh Environment Tolerance. Kang Sun, Fan Wang, Wenke Yang, Hu Liu*, Caofeng Pan, Zhanhu Guo, Chuntai Liu, and Changyu Shen. ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 42, 50368–50380.

文章链接：https://doi.org/10.1021/acsami.1c15467