研究人員首先采用高溫退火和酸處理工藝,去除碳納米管薄膜的雜質,再經(jīng)過氯磺酸處理,使碳納米管表面產(chǎn)生正負電荷分離,從而增強管與管之間的相互作用力,制備了具有致密化結構的碳納米管薄膜。該致密碳納米管薄膜表現(xiàn)出超高的屏蔽效能和優(yōu)異的力學強度。厚度僅為1.85微米的碳納米管膜,屏蔽效能高達51 dB,當厚度增加到14.7微米時,屏蔽效能進一步提升至101 dB。此外,由于管與管之間的相互作用力極強,致密化碳納米管薄膜的拉伸強度高達822 MPa。更為重要的是,碳納米管薄膜表現(xiàn)出優(yōu)異的可靠性,在強酸/強堿以及高溫高濕環(huán)境下長達30天后,屏蔽性能不受影響,綜合性能遠優(yōu)于報道的其他屏蔽材料。
此外,在前期工作中,研究團隊設計制備了一系列高效、輕質、柔性的電磁屏蔽材料,并對其電磁屏蔽機理進行了深入探討,這些材料包括輕質、耐腐蝕的碳包覆銀納米線雜化海綿屏蔽材料,具有高化學穩(wěn)定性的MXene屏蔽材料,MXene/Ag雜化復合材料,石墨烯/纖維素氣凝膠以及摻雜石墨烯屏蔽紙等,為新型屏蔽材料的發(fā)展提供了有力的理論與技術支撐。
相關工作得到了中國博士后科學基金、國家重點研發(fā)專項、廣東省基礎與應用基礎研究基金項目、深圳先進院優(yōu)秀青年基金等項目的資助。
致密化碳納米管屏蔽膜的制備及其與電磁波相互作用示意圖
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