具有電磁屏蔽的高性能柔性液態(tài)金屬

具有電磁屏蔽的高性能柔性液態(tài)金屬

對于電子器件、信息通訊等領(lǐng)域，高效、柔性的電磁屏蔽材料具有重要意義，而傳統(tǒng)金屬屏蔽材料（包括金屬框、金屬板和金屬網(wǎng)等）會受到剛性大和不易彎折等缺點的限制。為此，研究人員選取了纖維素納米纖維（Cellulose Nanofiber，CNF）為基體、柔性    的液態(tài)金屬（Liquid Metal，LM）為填料，利用液態(tài)金屬優(yōu)異的流動性，在剪切力的作用下，液態(tài)金屬被分散成小液滴，其表面與空氣接觸會被氧化生成絕緣的氧化鎵殼，同時與富含-OH和-COOH的CNF相互作用，經(jīng)冷凍干燥形成穩(wěn)定的LM/CNF復(fù)合物。通過機(jī)械壓膜，相互隔離和絕緣的液態(tài)金屬液滴被擠破重新形成導(dǎo)電通路，獲得了具有層間結(jié)構(gòu)的LM/CNF復(fù)合屏蔽膜。具有多層電子傳輸路徑的LM/CNF復(fù)合膜電導(dǎo)率高達(dá)96000 S/m，在4-18 GHz的寬頻范圍內(nèi)，電磁屏蔽效能高達(dá)65 dB（300 μm）。120℃熱處理8小時后，電磁屏蔽效能依然保持穩(wěn)定。采用建模仿真，研究人員進(jìn)一步證實了LM/CNF復(fù)合膜以反射損耗為主的屏蔽機(jī)理，這與實驗結(jié)果一致。

此外，在前期工作中，研究團(tuán)隊設(shè)計制備出一系列高效、輕質(zhì)、柔性的電磁屏蔽材料，并對相關(guān)電磁屏蔽機(jī)理進(jìn)行了深入探討。開展的工作包括超高強(qiáng)度致密化碳納米管薄膜，輕質(zhì)、耐腐蝕的碳包覆銀納米線雜化海綿屏蔽材料，以及具有高化學(xué)穩(wěn)定性的MXene屏蔽材料等，為新型屏蔽材料的發(fā)展提供了理論與技術(shù)支撐。

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