在复杂的工作场景中,高性能电磁干扰(EMI)屏蔽材料对于消除第五代通信中的电磁污染极具吸引力。这里,通过真空辅助过滤工艺,制备了一种夹层结构的杂化膜(12 μm),由多壁碳纳米管和银纳米线组成。在超宽带(4-40 GHz)范围内,电磁干扰屏蔽效能(EMI SE)高于45 dB,在10 GHz时甚至高达72 dB。如此出色的EMI SE可归因于银纳米线/多壁碳纳米管交替结构的设计,其中具有高导电性的银纳米线会产生欧姆损耗,而具有丰富缺陷的多壁碳纳米管会诱导极化损耗。这种独特的结构改善了多壁碳纳米管顶层的阻抗匹配,并增强了多壁碳纳米管层和银纳米线层之间的多重反射吸收。此外,DFT计算验证了Ag/C微界面的存在导致电荷分布不均匀,从而导致偶极极化。在实际应用中,该薄膜在复杂的环境(热、冷和弯曲)下仍然保持优异的电磁干扰屏蔽性能和散热性能。这项工作为超宽带电磁干扰屏蔽材料的广泛应用铺平了道路。
Figure 1. (a)Ag/C薄膜的制备示意图。(b) CNTs溶液, Ag NWs,和Ag/C悬浮液的ζ电位。(c-d) Ag NWs的SEM图像。(f) Ag NWs和 (h) MWCNTs的(e)TEM图像和HR-TEM图像。(g) Ag NWs的SAED图。
Figure 2. (a) Ag NWs薄膜,(b) MWCNTs薄膜,(c) Ag/C-PM薄膜,和(d) Ag/C-7L薄膜的SEM图像。(e) Ag/C-7L薄膜的平面截面SEM图像。(f)高分辨率的SEM图像和(g-i)对应的元素分布图。
Figure 3.(a)所有样品的XRD光谱和(b)多壁碳纳米管的拉曼光谱。(c)薄膜的XPS光谱。(d) 高分辨率的Ag 3d XPS光谱。
Figure 4.(a)X波段内复合材料的SE
T比较。(b)复合材料的SET, SEA, 和 SER。所有薄膜材料的(c)吸收系数(A)和(d)透射系数(T)。Ag/C-7L薄膜在不同波段内的EMI SE评估。
该研究工作由中科院煤化学研究所 Dong Jiang和Cheng-Meng Chen课题组于2021年发表在Journal of Materias Chemistry A期刊上。原文:Electromagnetic Interference Shielding Material for Super-broadband: Ultrathin, Sandwich Structure Multi-Walled Carbon Nanotube/Silver Nanowire Film。
转自《石墨烯研究》公众号