近日,我中心博士研究生周兵以第一作者在RSC旗下材料领域期刊Nanoscale上发表题为“Asymmetric Sandwich Structural Cellulose-based Film with Self-supported MXene and AgNW Layers for Flexible Electromagnetic Interference Shielding and Thermal Management”研究论文,冯跃战副教授为论文通讯作者。
5G无线通讯技术的蓬勃发展,在信号传输速率、频率和强度方面带来显著提高。但是,这也不可避免的增加了电磁波的辐射以及集成电路中热量的聚集,不仅影响了设备的精度和寿命,而且也威胁着人们的健康。因此,制备出一种兼具高屏蔽及高导热的柔性多功能材料是社会发展进步的迫切需求。
聚合物基的导电/导热复合材料,由于其轻量化、防腐和易于制备的优点,被认为是最有前途的候选材料。MXene作为新型的二维层状纳米材料,在屏蔽和导热领域发挥了重要的作用。此外,一维AgNW具有高的导电、导热性能和高的长径比。相对于单一的导电/导热填料,一维/二维填料的有效共混可以显著提高复合材料的屏蔽和导热性能,但是依然无法制备出兼具高屏蔽和高导热的柔性复合材料。因此,结构的设计是最有效的解决途径。本文通过层层自组装的真空抽滤方法,制备出不对称的CNF@MXene@AgNW类三明治结构复合薄膜。二维/一维填料的独立存在,构筑了有效的电子/声子的传播网络(37378.2 S/m@ 15.53 W/mK)。独立成膜的CNF不仅给予二维/一维填料提供力学支撑(118 MPa)和优异的柔韧性(最小弯曲半径为~85 mm),而且可以防止填料氧化。此外,这个复合薄膜还具有优异的光热性能,扩展了其应用领域。
图1. 多功能的CNF@MXene@AgNW电磁屏蔽薄膜的示意图。
该工作得到了国家重点研发项目(2019YFA0706802),国家自然科学基金(51903223和 12072325)和中国博士后科学基金(2018M642781)的资助。
论文信息:Asymmetric Sandwich Structural Cellulose-based Film with Self-supported MXene and AgNW Layers for Flexible Electromagnetic Interference Shielding and Thermal Management, Bing Zhou, Qingtao Li, Penghui Xu, Yuezhan Feng, Jianmin Ma, Chuntai Liu, Changyu Shen. Nanoscale (2021).
链接:https://doi.org/10.1039/D0NR07840A