成果简介
随着便携式电子产品的快速发展，对柔性屏蔽和热管理材料的需求也在稳步增长。本文，江西理工大学刘先斌副教授、吴子平教授团队在《Carbon》期刊发表名为“High-orientation, defect-rich and porous graphene films for excellent electromagnetic shielding and thermal management”的论文，研究提出一种经过碘化氢化学还原和石墨化热还原预制的可扩展柔性石墨烯薄膜。通过协调还原，制备出的石墨烯薄膜具有高取向性、丰富的缺陷和三维多孔性等多种特性。
因此，石墨烯薄膜具有出色的机械性能和导电性（1.2×105Sm-1）。此外，石墨烯薄膜的电磁干扰（EMI）和导热性能也优于单纯的热还原法。当厚度仅为35μm时，EMI 效能高达70dB，比 EMI 效能为 380dB/g cm-3。此外，还揭示了有效性与结构参数（厚度和密度）之间的关系。热导率可达 864Wm-1 K-1。这项研究不仅为柔性屏蔽和热管理材料的开发提供了一条新途径，还将促进石墨烯的应用。
图文导读
图1.HGF薄膜的制备策略及微观结构特性
图2.GF和HGF薄膜的结构比较
图3.GF和HGF薄膜的性能比较。
图4.制备薄膜的EMI性能。
图5.HGF薄膜的热管理应用
小结
综上所述，通过 HI 还原和石墨化处理，制备出了柔性石墨烯薄膜。通过协调还原，制备出的 HGF 具有高取向性、丰富的缺陷和三维孔隙率等优点，从而实现了超高的导电性、优异的 EMI 和令人满意的导热性，即使在反复弯曲的情况下也是如此。我们系统地研究了结构参数对 EMI 的影响。结果发现，当薄膜厚度超过 80 μm、密度为 0.22 g cm-3 时，EMI 的极值为 85 dB。此外，该薄膜还具有优异的电热性能，在 5 V 电压或 2 A 电流的作用下可达到接近 200 °C 的高温。此外，这一发现还将为设计和制备基于轻质石墨烯薄膜的 EMI 材料提供有价值的参考。
文献：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2023.118380
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