- 南京林業(yè)大學(xué)《AFM》：MOF@木衍生的超薄碳復(fù)合膜，優(yōu)異的電磁屏蔽和電熱管理性能
- 發(fā)布日期：2023-11-01
在快速發(fā)展的當(dāng)代社會(huì)，電子設(shè)備的廣泛使用帶來了極大的便利。然而，由信號(hào)輻射產(chǎn)生的電磁干擾(EMI)會(huì)對(duì)電子系統(tǒng)造成嚴(yán)重的損害，此外，長時(shí)間接觸電磁波會(huì)影響人體健康，為了減輕與電磁輻射相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)，電磁干擾屏蔽材料的開發(fā)已經(jīng)引起了相當(dāng)大的關(guān)注。近年來，金屬和氧化物、聚合物復(fù)合材料、和碳基材料等多種材料作為電磁干擾屏蔽材料得到了廣泛的研究。金屬以其優(yōu)異的導(dǎo)電性和高導(dǎo)熱性而聞名，經(jīng)常被用作電磁干擾屏蔽材料然而，它們?cè)诂F(xiàn)代輕量化電子產(chǎn)品中的應(yīng)用受到其腐蝕性，高密度和難以加工的限制。
與金屬材料相比，新型聚合物基材料具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括輕質(zhì)、耐化學(xué)、耐候性和良好的物理性能然而，導(dǎo)電高分子材料的制備工藝復(fù)雜，成本高，且不可回收利用。碳材料由于其輕質(zhì)、優(yōu)異的導(dǎo)電性、柔韌性和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，在電磁屏蔽材料領(lǐng)域引起了相當(dāng)大的關(guān)注與全球能源挑戰(zhàn)相一致，具有卓越電磁屏蔽性能的可再生材料的開發(fā)有望取代不可再生材料。
近年來，對(duì)具有高屏蔽效率(SE)的超薄碳化木基薄膜(CWF)的需求日益增長，以取代不可再生的替代品。研究人員的目標(biāo)是增強(qiáng)CWF材料的電磁波吸收，提高電磁干擾(EMI) SE，以減少反射電磁波的二次污染。近日，南京林業(yè)大學(xué)蔣少華教授、中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所張國營教授和德國哥廷根大學(xué)張凱教授等人合作報(bào)道了在水性環(huán)氧樹脂(EP)和Co/Zn-MOF (ZIF-67/8)的混合溶液中，對(duì)木材進(jìn)行熱壓和碳化，得到了厚度為120 μm的碳化木基復(fù)合膜(CWF/EP/Co)。CWF/EP/Co薄膜具有優(yōu)異的導(dǎo)電性(105 S cm?1)，在200 μm厚度下具有優(yōu)異的EMI SE (73 dB)。值得注意的是，CWF/EP/Co薄膜在X波段的電磁屏蔽效能(SSE/t)達(dá)到15833.3 dB·cm2·g?1，是所有木基電磁屏蔽材料中報(bào)道的最高值。CWF/EP/Co膜具有較高的吸收系數(shù)(A)，達(dá)到0.4，表明其對(duì)電磁波的吸收效果較好。通過有限元分析驗(yàn)證了大尺寸(170 mm×170 mm)墻紙的電磁干擾屏蔽效果。此外，CWF/EP/Co薄膜具有良好的力學(xué)性能和有效的焦耳加熱性能。這種屏蔽膜在建筑物和智能家居等應(yīng)用中顯示出潛力，提供EMI屏蔽和變暖效果。相關(guān)工作以“MOF@wood Derived Ultrathin Carbon Composite Film for Electromagnetic Interference Shielding with Effective Absorption and Electrothermal Management”為題發(fā)表在國際著名期刊 《Advanced Functional Materials》上。
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