無線通信和電子設備的快速發展要求采取積極措施消除電磁輻射危害。基于層狀組裝策略，通過簡單的溶液浸漬法將二維過渡金屬(MXene)與PP基板結合，制備了基于MXene的具有多個功能層的復合織物。PP襯底賦予純MXene膜一定的力學性能，PP表面的聚多巴胺修飾增強了襯底與MXene層的結合強度。含有硅的疏水性層賦予了導電織物疏水性，從而確保了MXene層在復雜環境中使用時導電性能的穩定性。結果表明:隨著浸漬次數的增加，復合織物的導電性和電磁屏蔽效果(EMI SE)均增加。浸漬次數為3次時，復合織物的電導率為6.54 S/cm, EMI SE為32.57 dB。疏水處理后，復合織物的接觸角為140.49。此外，平均電磁干擾SE和屏蔽效率仍然達到25.12 dB和99.69%。mxene復合材料具有良好的抗電磁干擾性能和良好的可彎曲性，是電子、航空航天和智能可穿戴設備的一種選擇。
圖1. a MXene納米片的屏蔽機理;b MXene基復合導電織物的制備工藝;c-d MXene基復合織物的外觀和掃描電鏡(SEM);e-f MXene基復合織物的XPS曲線和電磁屏蔽效果。
圖2. a-c LiF/HCl蝕刻前后Ti3AlC2的SEM圖像;d MXene膜的表面潤濕性;e LiF/HCl蝕刻前后Ti3AlC2的XRD曲線，f-g純MXene膜的EMI屏蔽。
圖3. a-b PP改性前后的SEM圖像;(a'-b ') PDA改性前后PP表面粗糙度的變化;(a”-b”)PDA修飾前后的纖維直徑分布; c-d PP和PP@PDA織物的FT-IR和XRD曲線以及e-f PP和PP@PDA織物的接觸角。
圖4. a-c ' PP@PDA@MXene-X導電織物的SEM圖像; d-d ' PP@PDA@MXene-3復合織物疏水處理后的SEM圖像和e復合織物的元素圖: f PP@PDA@MXene-X和PP復合織物的粗糙度。
圖5. a-b PP@PDA@MXene疏水處理前后的接觸角(CA);復合導電織物的c FT-IR光譜;d經不同功能層處理的復合織物的XRD光譜和e 復合織物的XPS光譜。
圖6 a復合織物的表面電阻;b復合織物的導電性和c PDMS疏水層阻礙電子傳輸的示意圖。
圖7 a-d PP@PDA@ MXene-x和PP@PDA@MXene@PDMS復合織物的電磁屏蔽性能;e復合織物的SER、SEA和SET值;f SSE和SSE/t PP@PDA@MXene@PDMS復合織物;g PP@PDA@MXene@PDMS樣品與其他報道文獻的性能比較和h無線電力傳輸系統示意圖。
圖8 a-b導電復合織物的電磁屏蔽機理;c PP@PDA@MXene@PDMS復合織物的紅外熱像和d復合織物的彎曲和折疊顯示。
相關科研成果由中原工學院紡織學院Hongying Yang等人于2023年發表在Journal of Materials Science（https://doi.org/10.1007/s10853-023-08743-6）上。原文：Lightweight and hydrophobic MXene-decorated PP composite fabric inspired by rock for highly efficient electromagnetic interference shielding。
原文鏈接：https://link.springer.com/article/10.1007/s10853-023-08743-6。
轉自《石墨烯研究》公眾號
