電子設備的基本完整性在很大程度上取決于適當的電磁保護措施。在這項工作中，提出了單壁碳納米管(SWCNTs)和聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸鹽)復合材料的薄膜，并在x波段頻率范圍內評估了它們的電磁干擾屏蔽效果(EMI SE)。薄膜是通過簡單的臺式工藝制備的，包括真空過濾和浸漬涂層。值得注意的是，厚度最大的復合材料(2.12 μm)的EMI SE最高為55.53 dB，而厚度最薄的復合材料(0.24 μm)的比SE (SSE/t)最高為2230,000 dB cm2 g−1。此外，復合材料表現出優異的物理和化學穩定性，在各種惡劣條件下保持其性能。在已報道的碳基聚合物材料中，我們的復合薄膜的屏蔽性能最高，這歸功于固有導電材料(即swcnts和導電聚合物)的互補空間排列。我們在這里的貢獻為創造具有卓越EMI屏蔽性能的輕質柔性復合材料奠定了基礎，目標是下一代柔性電子產品。
圖 1. (A)本研究中使用的swcnts、表面活性劑和PEDOT:PSS的化學結構。(B)復合膜制備示意圖。(C-D) (C) SWCNT(放大倍數為39998倍)和(D) SWCNT/PEDOT:PSS薄膜(放大倍數為25000倍)的SEM圖像。(E-F) (E) SWCNT (F) SWCNT/PEDOT:PSS復合薄膜的AFM圖像。(G)原始材料和復合材料(SWCNT/PEDOT:PSS)的XRD譜圖和(H)拉曼光譜。
圖 2. (A)原始swcnts薄膜和(B) swcnts /PEDOT:PSS復合材料的EMI屏蔽性能。(C)原始薄膜和(D) swcnts /PEDOT:PSS復合薄膜的屏蔽作用。(E)原始膜和(F) swcnts /PEDOT:PSS復合膜的屏蔽平均系數分析。(G)原始薄膜和(H)不同進料量的SWCNT/ PEDOT:PSS復合材料的對比。(I)原始swcnts薄膜的示意圖，(J) swcnts / PEDOT:PSS復合材料，以及(K)它們的電磁干擾屏蔽機制。
圖3. 耐久性測試顯示(A)有機溶劑浸泡(B)人工海水和熱處理前后swcnts /PEDOT:PSS復合材料的屏蔽性能。(C) 5000次彎曲循環后的屏蔽性能循環試驗。插頁顯示了彎曲角度。(D)聚酰亞胺(PI)襯底上的大尺寸swcnts薄膜(6英寸× 6英寸)及其柔韌性照片。(E)大尺寸swcnts薄膜的屏蔽性能測量裝置照片。(F)大尺度薄膜在8.2 ~ 12.4 GHz頻率范圍內的EMI SE。原始膜(G)和復合大尺寸膜(H)的屏蔽系數分析。
圖 4. swcnts /PEDOT:PSS的屏蔽性能與以往研究的比較。(A) EMI,和(B)特定SSE膜厚度的函數。
相關科研成果由韓國科學技術研究院Zhaoling Li, Dong Su Lee等人于2024年發表在Carbon（https://doi.org/10.1016/j.carbon.2024.119567）上。原文：Exceptional Electromagnetic Interference Shielding Using Single-Walled Carbon Nanotube/Conductive Polymer Composites Films with Ultrathin, Lightweight Properties
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2024.119567
轉自《石墨烯研究》公眾號
