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陜科大高黨鴿教授、馬建中教授團隊《ACS AMI》:利用廢革屑水解物制備高吸收低反射、多功能柔性電磁屏蔽納米纖維薄膜材料
2022-08-24  來源:高分子科技

  隨著電子信息技術以及可穿戴電子設備的發(fā)展,給人們帶來了高效、便利的生活,同時也引發(fā)了電磁輻射、電磁干擾等問題,不僅嚴重影響設備的正常運行和信息的安全傳遞,而且危害人體健康。傳統(tǒng)金屬電磁屏蔽材料柔韌性差、剛度大、質量重,難以滿足柔性電子設備的發(fā)展;通過反射機制屏蔽電磁波也會造成二次污染。隨著新一代柔性電子設備智能化、便攜化、可穿戴化及綠色化的發(fā)展,高吸收低反射、多功能柔性電磁屏蔽復合薄膜備受關注。


  陜西科技大學高黨鴿教授、馬建中教授團隊以皮革生產過程中產生的廢革屑為原料,將其酸水解制得廢革屑水解物(HWLS),進而與聚丙烯腈(PAN)、鈷基金屬有機框架(ZIF-67)通過靜電紡絲法和高溫碳化法,制備了高吸收低反射、多功能柔性電磁屏蔽納米纖維薄膜(Co@CNF)(圖1)。經800 下碳化,該納米纖維薄膜的電導率為40 S/m,電磁屏蔽效能為25.2 dB,具有良好的屏蔽性能。電磁屏蔽薄膜的吸收系數為0.57,是以吸收為主的電磁屏蔽材料,可有效降低電磁輻射的二次污染(圖2)。


  此外,在1V低電壓下,納米纖維薄膜的表面溫度可由29.8 上升到41.5 ;隨著供給電壓的提高,薄膜溫度也隨之增加,當供給電壓達到9V時,在20 s的時間內薄膜的表面溫度可由29.8 增加到180 ℃,保證了電磁屏蔽薄膜在寒冷條件下的正常使用(圖3)。

 

納米纖維薄膜的制備示意圖 


2.不同碳化溫度Co@CNF納米纖維薄膜的 (a) 電導率, (b) 電磁屏蔽效能, (c) SET、SER、SEA (d) CNF-800Co@CNF-800納米纖維薄膜R、A、T值的比較,  (e) 特斯拉線圈點亮小燈泡, (f) 放置Co@CNF納米纖維薄膜后特斯拉線圈未能點亮小燈泡。


圖3 (a) 1-9 V電壓下薄膜表面溫度變化曲線, (b) 改變電壓時薄膜表面溫度變化梯度曲線, (c3V電壓下薄膜的加熱循環(huán)穩(wěn)定性曲線, (d) 1V9V電壓變化時薄膜表面溫度變化的紅外熱成像數碼照片。


  相關成果以Absorption-dominant, low-reflection multifunctional electromagnetic shielding material derived from hydrolysate of waste leather scraps”為題發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces10.1021/acsami.2c10787)期刊上。論文第一作者為陜西科技大學輕工科學與工程學院高黨鴿教授,通訊作者是陜西科技大學高黨鴿教授和馬建中教授。本研究工作得到了國家自然基金(21878182)、陜西省自然科學基礎研究計劃杰出青年基金(2020-JC-47)、陜西省重點研發(fā)計劃(2021GY-200)、陜西省“高層次人才特殊支持計劃”陜西省創(chuàng)新能力支撐計劃2021TD-16)的資助和支持。


  原文鏈接:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.2c10787

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(責任編輯:xu)
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