近日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院、深圳先進(jìn)電子材料國(guó)際創(chuàng)新研究院孫蓉團(tuán)隊(duì)在Chemical Engineering Journal上，發(fā)表了題為Flexible liquid metal/cellulose nanofiber composites film with excellent thermal reliability for highly efficient and broadband EMI shielding的研究成果，碩士生廖思遠(yuǎn)為論文第一作者，副研究員萬(wàn)艷君和研究員朱朋莉?yàn)檎撐牡墓餐ㄓ嵶髡摺?/span>

　　柔性、高效電磁屏蔽材料在電子器件、信息通訊等領(lǐng)域具有重要意義，傳統(tǒng)金屬屏蔽材料（包括金屬框、金屬板和金屬網(wǎng)等）受到剛性大和不易彎折等缺點(diǎn)的限制。為此，研究人員選取了柔性的液態(tài)金屬（Liquid Metal，LM）為填料、纖維素納米纖維（Cellulose Nanofiber，CNF）為基體，利用LM優(yōu)異的流動(dòng)性，在剪切力的作用下，LM被分散成小液滴，其表面與空氣接觸會(huì)被氧化生成絕緣的氧化鎵殼，同時(shí)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(guò)機(jī)械壓膜，相互隔離和絕緣的LM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(shí)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(shí)了LM/CNF復(fù)合膜以反射損耗為主的屏蔽機(jī)理，這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

　　此外，在前期工作中，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)制備出一系列高效、輕質(zhì)、柔性的電磁屏蔽材料，并對(duì)相關(guān)電磁屏蔽機(jī)理進(jìn)行了深入探討。開(kāi)展的工作包括超高強(qiáng)度致密化碳納米管薄膜（Wan YJ, et al, ACS Nano, 2020, 14, 14134-14145），輕質(zhì)、耐腐蝕的碳包覆銀納米線(xiàn)雜化海綿屏蔽材料（Wan YJ, et al, Small, 2018, 1800534），以及具有高化學(xué)穩(wěn)定性的MXene屏蔽材料（Wan YJ, et al, Chemical Engineering Journal, 2021, 408, 127303）等，為新型屏蔽材料的發(fā)展提供了理論與技術(shù)支撐。

　　研究工作獲得科學(xué)技術(shù)部重點(diǎn)研發(fā)專(zhuān)項(xiàng)、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金、深圳先進(jìn)院優(yōu)秀青年基金等項(xiàng)目的資助。

　　論文鏈接 

（a）LM/CNF復(fù)合薄膜的制備流程圖；（b）LM/CNF復(fù)合薄膜具有優(yōu)異的電磁屏蔽效能；（c）LM/CNF復(fù)合薄膜的電磁屏蔽仿真結(jié)果