随着便携式设备的快速发展，人们需要具有长期稳定性、安全性和舒适性的复合材料。然而，在电磁干扰(EMI)屏蔽、热管理和抗菌性能方面，单一复合材料实现稳定性、安全性和舒适性具有挑战性。在本研究中，我们开发了一系列具有MXene层和相变层的层状非对称多功能pcc。非对称结构可将电磁屏蔽效率调节至54.5 dB，并提高光热/磁热转换，协助PCCs维持相当的温度。由于MXene@PDA具有更好的结构和化学稳定性，在较高的温度下表现出较高的抗菌活性，因此PCCs具有巨大的抗菌应用潜力。总之，我们的工作为通过非对称设计制造先进的复合材料提供了新的见解，所获得的PCCs在EMI屏蔽和无线个人热治疗方面显示出重要的应用潜力
 
图1. 复合相变膜的多功能性和性能。
 
图2. Schematic diagram for the preparation of the asymmetric phase change composite.
 
图3. (a) MXene合成图解。(b)所得MXene的XRD表征。(c)获得的MXene的AFM表征。(d)所得MXene分散液的廷德尔效应。(e) MXene@PDA层的表面。(f)数字照片和(g) MXene-Fresh和MXene-2W的XRD图案。(h) MXene@PDA-Fresh和MXene@PDA-2W薄膜的XRD图案。
 
图4. (a)不同NaCl含量的水蚀刻泡沫和pda涂层泡沫的图像。(b)不同NaCl含量的水蚀刻的NaCl分数。(c) EE和PEE的FTIR光谱。EE和PEE的接触角试验。(e) EE和(f) PEE的SEM图像。(g) PEE的灵活性。
 
图5. (a) peg浸渍的EE泡沫和(b) PPEE的SEM图像。(c) PDA涂覆前后的PEG吸收率比较。(d) MPPE的SEM图像。(e) MPPE的EDS表征。(f)不同MXene厚度的MPPE的电导率。
 
图6 (a) x波段不同入射EMWs和MXene厚度的屏蔽电磁干扰曲线。(b)不同入射EMWs和MXene厚度的pcc的平均SET。(c)不同入射EMWs和MXene厚度的PCCs的平均SER。(d)不同入射EMWs和MXene厚度的PCCs的平均SEA。(e)透过不同入射EMW的MPPE之EMW透过率过程图解。(f)不同入射EMWs和MXene厚度下的T、R和A参数。(g)不同填充比例的电磁干扰屏蔽效率比较。
 
图7 (a)光热转换的设置和温度监测。(b) MPPE-40的UV-vis-IR透射率。(c) mpe -40的UV-vis-IR反射率。(d)通过具有不同入射光的MPPE的光透射过程的图解。(e)光从MXene层入射的MPPE的温度分布。(f)光从PPEE层入射时MPPE的温度分布。(g)不同入射光下的上表面最高温度曲线。(h)不同入射光侧表面的平均温度曲线。
 
图8 (a)热疗应用中磁-热转换的图示。(b) 2.5、4.8、9.0、12.4 a电流下PCC的实时图像(c) 2.5、4.8、9.0、12.4 a电流下PCC的温度曲线(d) PCC的充电和温度维持性能。
 
图9对照(左)和MXene(右)组在不同温度(a) 43℃、(b) 37℃和(C) 25℃下对金黄色葡萄球菌的抗菌测试图像。金黄色葡萄球菌在不同温度下的OD再生数据:(d) 43°C， (e) 37°C， (f) 25°C。(g)不同温度下金黄色葡萄球菌OD再生曲线的比较。(h)温度和MXene的抗菌作用说明。
 
      相关科研成果由华中科技大学能源转化与储存材料化学重点实验室Jinping Qu和Xiang Lu等人于2023年发表在Journal of Materials Chemistry A（DOI: 10.1039/d3ta03184e）上。原文：Engineering asymmetric multifunctional phase change composites for improved electromagnetic interference shielding and wireless personal thermal therapy
原文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/TA/D3TA03184E。

转自《石墨烯研究》公众号