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您的位置:首頁>儀器儀表資訊>實驗室動態>深圳先進院開發出高性能柔性液態金屬復合屏蔽材料

深圳先進院開發出高性能柔性液態金屬復合屏蔽材料

發布時間:2021/6/8 16:55:10編輯:Ma Liang
已有2444人關注

  
近日,中國科學院深圳先進技術研究院、深圳先進電子材料國際創新研究院孫蓉團隊在Chemical Engineering Journal上,發表了題為Flexible liquid metal/cellulose nanofiber composites film with excellent thermal reliability for highly efficient and broadband EMI shielding的研究成果,碩士生廖思遠為論文第一作者,副研究員萬艷君和研究員朱朋莉為論文的共同通訊作者。
柔性、高效電磁屏蔽材料在電子器件、信息通訊等領域具有重要意義,傳統金屬屏蔽材料(包括金屬框、金屬板和金屬網等)受到剛性大和不易彎折等缺點的限制。為此,研究人員選取了柔性的液態金屬(Liquid Metal,LM)為填料、纖維素納米纖維(Cellulose Nanofiber,CNF)為基體,利用LM優異的流動性,在剪切力的作用下,LM被分散成小液滴,其表面與空氣接觸會被氧化生成絕緣的氧化鎵殼,同時與富含-OH和-COOH的CNF相互作用,經冷凍干燥形成穩定的LM/CNF復合物。通過機械壓膜,相互隔離和絕緣的LM液滴被擠破重新形成導電通路,獲得了具有層間結構的LM/CNF復合屏蔽膜。具有多層電子傳輸路徑的LM/CNF復合膜電導率高達96000 S/m,在4-18 GHz的寬頻范圍內,電磁屏蔽效能高達65 dB(300 μm)。120℃熱處理8小時后,電磁屏蔽效能依然保持穩定。采用建模仿真,研究人員進一步證實了LM/CNF復合膜以反射損耗為主的屏蔽機理,這與實驗結果一致。
此外,在前期工作中,研究團隊設計制備出一系列高效、輕質、柔性的電磁屏蔽材料,并對相關電磁屏蔽機理進行了深入探討。開展的工作包括超高強度致密化碳納米管薄膜(Wan YJ, et al, ACS Nano, 2020, 14, 14134-14145),輕質、耐腐蝕的碳包覆銀納米線雜化海綿屏蔽材料(Wan YJ, et al, Small, 2018, 1800534),以及具有高化學穩定性的MXene屏蔽材料(Wan YJ, et al, Chemical Engineering Journal, 2021, 408, 127303)等,為新型屏蔽材料的發展提供了理論與技術支撐。
研究工作獲得科學技術部重點研發專項、廣東省基礎與應用基礎研究基金、深圳先進院優秀青年基金等項目的資助。
  
 
(a)LM/CNF復合薄膜的制備流程圖;(b)LM/CNF復合薄膜具有優異的電磁屏蔽效能;(c)LM/CNF復合薄膜的電磁屏蔽仿真結果

微信號:ayiwangapp17

(來源: 中國科學院科技產業網 )

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