成果简介
尽管在实现卓越的电磁干扰屏蔽效果 (EMI SE) 方面取得了巨大突破，但以前的屏蔽材料不能随意重新编辑、重塑或一旦形成就自愈。本文，中国科学院城市环境研究所汪印研究员团队在《Carbon》期刊发表名为“Arbitrarily reshaping and instantaneously self-healing graphene composite hydrogel with molecule polarization-enhanced ultrahigh electromagnetic interference shielding performance”的论文，研究受生物矿化启发的策略制备了一种包含还原氧化石墨烯 (RGO) 构造的多孔导电网络的水凝胶型屏蔽材料。所得水凝胶表现出优异的拉伸性和耐久性，显着的任意形状适应性和粘附性，以及瞬时自愈能力。此外，在4.76 wt%的RGO含量下，可以同时实现90.63dB的卓越SE和6.41dB的低 SE反射，这明显优于迄今为止生产的合成材料。
即使经过数千次重复拉伸和自愈循环以及在极端条件下，RGO-水凝胶的这种出色的SE仍能完好保存。导电RGO 网络、嵌入水和多孔结构的显着协同效应被证明是实现如此出色屏蔽性能的关键。此外，亲水聚合物链可以改变水的状态并部分激活水分子，进一步促进电磁波衰减。重塑和自修复水凝胶的多功能宏观组装以及多孔导电框架、亲水聚合物链和极性分子的巧妙组合，为制备卓越的 EMI 屏蔽材料提供了一种新策略。
图文导读
图1。RGO复合水凝胶的制备和结构表征
图2。照片显示了 RGO-水凝胶的 (a) 拉伸性、(b) 加工性、(c) 干燥和破碎后的恢复性、(d) 韧性、(e) 粘附性和 (f, g) 快速自愈能力
图3。水凝胶的EMI屏蔽性能。
图4。RGO复合水凝胶的EMI屏蔽机制验证
图5。提出的碳复合水凝胶的EMI屏蔽机制。
小结
综上所述，一种多功能RGO-PAA/CS/ACC水凝胶采用可行、简单和可扩展的生物矿化启发策略，设计用于高性能EMI屏蔽。得益于这些卓越的性能特性，特别是瞬时自愈能力和重塑特性，可快速从损伤中恢复，并与具有任意复杂几何形状的物体保持一致的附着，水凝胶型电磁干扰屏蔽材料在下一代柔性电子产品中显示出相当大的应用多样性和灵活性。
文献：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2021.12.047
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