安徽工业大学杨建明/张贺新 Nano-Micro Lett.：具有梯度结构的可降解PBAT复合泡沫用于高效电磁干扰屏蔽

2023-11-26 来源：高分子科技

随着现代科技的飞速进步，电子、通讯产品的普及造成了日益突出的电磁辐射污染，严重干扰电子设备的正常运行以及危害人体健康。聚合物电磁屏蔽复合材料由于耐腐蚀、易加工、电导率可调等优势而广受关注。但是，传统复合材料中的填料随机分布，搭接效率低，需要大量添加才能满足商业及军用电子设备的基本要求。此外，现有复合材料还存在反射率高、不可降解、轻量化不足等缺陷。因此，采用可降解聚合物为基体，充分利用磁性纳米粒子的磁损耗特性并对填料网络进行结构设计对于高性能电磁屏蔽材料的研制具有重要指导意义。

图1：磁性微球及梯度结构复合泡沫的制备方法

近期，安徽工业大学化学与化工学院杨建明博士、张贺新教授和西北工业大学顾军渭教授课题组合作提出了一种层状结构聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）基电磁屏蔽复合泡沫的构筑方法，实现了可降解复合材料的高屏蔽、低反射及轻量化设计。Fe₃O₄@MWCNTs纳米粒子和微孔结构有利于磁损耗和多重反射吸收的提高，而银粒子层保证复合泡沫优异的电磁屏蔽效能。结果表明，复合泡沫兼具良好的屏蔽效能（68 dB）和较低的反射率（23%），经过500次胶带粘接实验后仍表现出良好的屏蔽稳定性。该工作为高屏蔽效能、低反射特性电磁屏蔽材料的设计和开发提供了一种新的思路，有望拓宽可降解材料在航空航天、精密仪器、大功率设备等领域的应用。该工作以“Layered Structural PBAT Composite Foams for Efficient Electromagnetic Interference Shielding”为题发表在《Nano-Micro Letters》上。安徽工业大学为论文第一完成单位，杨建明博士为第一作者，张贺新教授和西北工业大学顾军渭教授为本论文共同通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金、安徽省自然科学基金、江苏省自然科学基金项目的支持。

图2：磁性微球的微观形貌、表面化学结构及磁性能

图3：复合泡沫的微观结构

图4：梯度复合泡沫的电导率及电磁屏蔽性能

图5：复合泡沫电磁屏蔽机理及性能比较图

该工作是杨建明博士团队近期关于电磁屏蔽复合材料结构设计和微发泡相关研究的最近进展之一。近几年，该团队目前已在Compos. Sci. Technol. 2023, 110093, J. Mater. Res. Technol. 2023, 23: 5115-5126, Compos. Sci. Technol. 2022, 229, 109688.等期刊上发表了相关研究论文。接下来，团队将对柔性和可降解电磁屏蔽材料的设计与制备进行更深入的探索研究，欢迎关注。

全文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s40820-023-01246-8

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（责任编辑：xu）

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