浙江理工大学《Adv Mater Technol》：各向异性和超薄的还原氧化石墨烯纤维膜，具有优异EMI屏蔽性能

成果简介

开发具有轻质、超薄、高性能复杂电磁波污染的电磁干扰（EMI）屏蔽材料已成为研究趋势。本文，浙江理工大学Lu Xu等研究人员在《Adv Mater Technol》期刊发表名为“Ultrathin, Ultralight, and Anisotropic Ordered Reduced Graphene Oxide Fiber Electromagnetic Interference Shielding Membrane”的论文，研究通过简单的湿纺工艺，提出一种具有皱纹、凹槽和分层结构的新型超薄有序还原氧化石墨烯纤维 (orGOF) 膜。结果表明，oGOF膜具有明显的各向异性导电性和定向电磁屏蔽性能。

沿纤维轴向（0 °）测得的电导率高于沿纤维径向（90°）的电导率。此外，不同旋转角度下的EMI屏蔽性能差异超过25 dB（0 °时31.0 dB，90 °时4.9 dB） 。所得oGOF膜的厚度为0.03 mm，面积密度为0.9 mg cm -2，沿纤维轴的特定EMI SE (SSE/t)为33333 dB cm 2 g -1。oGOF 膜在超过 160 次的反复弯曲和拉直循环测试中表现出灵活和耐用的性能，而屏蔽性能没有显着降低。因此，超薄、超轻、各向异性的orGOF电磁干扰屏蔽膜在民用和军用领域都具有广阔的应用前景。

图文导读

图1、oGOF 膜的制备流程示意图。

图2、a) dRGOF 膜、c) oGOF 膜和 b,d-f) oGOF 膜的 SEM 形态。

图3、a) oGOF、dRGOF 和 oGOF 膜的 XRD 图；b-d) oGOF 和 oGOF 膜的 XPS 光谱。

图4、a) 定向EMI屏蔽示意图；b) oGOF 膜的微结构示意图。

图5、a) oGOF膜在弯曲-拉直循环下的电阻变化曲线；
b) 由电机控制的螺杆滑台装置驱动的 oGOF 膜的弯曲和拉直循环实验；
c) oGOF 膜在弯曲和拉直 160 次循环前后的 EMI 屏蔽性能。

小结

综上所述，通过基于湿纺的新型组装方法制备了具有优异 EMI 屏蔽性能的各向异性和超薄 orGOF 膜。结果表明，膜的结构是影响电导率和EMI屏蔽性能的主要因素。一方面，石墨烯片的轴向取向和石墨烯纤维的有序分布使oGOF膜具有各向异性导电性和定向EMI屏蔽。因此，具有特征微结构的超薄oGOF膜在移动设备和可穿戴设备领域具有消除电磁噪声、干扰电磁波和精确过滤电磁波的巨大潜力。