中科院城市环境研究所《ACS ANM》：交替多层PCNF/石墨烯薄膜，可实现高效的电磁干扰屏蔽

成果简介

下一代先进的多功能电磁干扰（EMI）屏蔽材料因其灵活性、坚固性、重量轻和卓越的多功能屏蔽性能而备受期待。本文，中国科学院城市环境研究所汪印 研究员、Dengguo Lai等研究人员在《ACS Appl. Nano Mater》期刊发表名为“Flexible, Robust, and Lightweight Multilayered Films Consisting of Alternating Poly(vinyl amine)/Nanofibrillated Cellulose and Porous Graphene Layers for Efficient Electromagnetic Interference Shielding”的论文，研究通过有效和简单的交替真空过滤方法制备了由低温改性多孔石墨烯（LPG）和交替聚（乙烯胺）/纤维素纳米纤维（PCNF）层组成的多层薄膜。

由于PCNF层的力学框架效应，薄膜的机械强度和韧性分别达到402.8 MPa和1334.3 MJ·m–3。多层膜的多重反射机制使EMI屏蔽效率（SE）达到62.02 dB，厚度仅为0.01 mm，比SE为11927 dB·cm2·g–1。多层薄膜可以承受3000多次弯曲循环，同时保持其屏蔽性能。增加层间距和引入多孔结构都可以有效提高屏蔽性能。多层PCNF@LPG膜也表现出优异的焦耳热性能。

图文导读

图1.交替多层PCNF@LPG膜制备过程示意图。

图2、交替多层PCNF@LPG膜的形貌和结构

图3.PCNF@LPG薄膜的机械性能

图4、交替多层PCNF@LPG膜的EMI屏蔽性能

图5.多孔结构对PCNF@LPG薄膜EMI SE的影响

图6.交替多层PCNF@LPG膜的电磁波耗散示意图。

图7. 交替多层PCNF@LPG膜的焦耳热性能

小结

综上所述，采用简单有效的AVF方法制备了一种由PCNF和LPG层组成的交替多层膜。这些多层薄膜具有可控的厚度和出色的机械强度、柔韧性和电磁屏蔽性能。这些轻质和柔性多层复合薄膜作为应用于个人供暖系统和可穿戴设备的多功能高性能EMI屏蔽材料具有广阔的前景。

文献：https://doi.org/10.1021/acsanm.3c01601