手機(jī)、電腦等電子設(shè)備越來(lái)越傾向于輕便化、智能化,電子元器件運(yùn)行速度也越來(lái)越快。這些電子設(shè)備在發(fā)射信號(hào)和利用電能的過(guò)程中,電磁波于電子元件發(fā)生作用,會(huì)產(chǎn)生電磁干擾,不僅影響設(shè)備使用性能,還不利于人體健康。而電磁干擾加速?gòu)U棄電子器件的產(chǎn)生,對(duì)周圍環(huán)境也造成了困擾。
一個(gè)行之有效的解決方案就是使用有效的電磁屏蔽材料,一方面減少無(wú)效的電磁發(fā)射,另一方面保護(hù)與器件免遭外部信號(hào)干擾。然而問(wèn)題在于:雖然發(fā)展了金屬、碳基導(dǎo)電填充劑和高分子的復(fù)合物等等材料,但是兼具輕量化、高強(qiáng)度、廉價(jià)易得、工藝簡(jiǎn)單等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)質(zhì)電磁屏蔽材料仍未得到,不能滿足對(duì)于便攜式、可穿戴電子器件的需求。
有鑒于此,Shahzad等人報(bào)道了一系列基于柔性二維金屬碳化物(MXene)薄膜的電磁干擾屏蔽材料。
圖1. Ti3C2Tx和Ti3C2Tx–SA示意圖
圖2. 電磁干擾屏蔽機(jī)理
研究人員不僅制備了一系列MXene (Ti3C2Tx, Mo2TiC2Tx, Mo2Ti2C3Tx)薄膜,還將MXene的優(yōu)異導(dǎo)電性、親水性、力學(xué)性能和海藻酸鈉(SA)的廉價(jià)易得、柔性結(jié)合起來(lái),得到貝殼狀Ti3C2Tx -SA復(fù)合材料。
其中,Ti3C2Tx和Ti3C2Tx–SA的電磁干擾屏蔽效果分別可達(dá)到92 dB(45 μm),57 dB(8 μm),是迄今為止報(bào)道的電磁干擾屏蔽材料中,相同厚度情況下電磁干擾屏蔽效果最好的。
圖3. Ti3C2Tx和Ti3C2Tx–SA表征
圖4. MXene及其復(fù)合材料的導(dǎo)電性能和電磁干擾屏蔽性能
圖5. 不同材料電磁屏蔽性能對(duì)比
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