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材料學(xué)院在石墨烯輕質(zhì)電磁屏蔽材料研究方面取得重要進(jìn)展

2017-09-06 09:40:29 作者：本網(wǎng)整理來源：西工大新聞網(wǎng) 分享至：

日前，材料領(lǐng)域權(quán)威期刊Advanced Materials （IF=19.791）刊發(fā)了西北工業(yè)大學(xué)關(guān)于超輕電磁屏蔽材料的最新研究成果。論文題目為：“Carbon Nanotube–Multilayered Graphene Edge Plane Core–Shell Hybrid Foams for Ultrahigh-Performance Electromagnetic-Interference Shielding”，10.1002/adma.201701583。該論文以納米能源材料研究中心宋強(qiáng)副研究員和超高溫結(jié)構(gòu)復(fù)合材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室葉昉副教授為并列第一作者，以李賀軍，付前剛和魏秉慶教授為共同通訊作者，并在材料學(xué)院殷小瑋等教授的協(xié)助指導(dǎo)下完成。

近年來，高效、輕質(zhì)電磁屏蔽碳材料受到國際范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)的單體碳材料，如碳納米管、石墨烯等，受限于其單一的結(jié)構(gòu)特征，電磁屏蔽效能很難進(jìn)一步提升。為解決這一問題，作者提出借助CVD手段，實(shí)現(xiàn)石墨烯納米片與碳納米管的雜化連接，利用雜化體獨(dú)具的跨尺度缺陷、界面提高其對(duì)電磁波吸收屏蔽效能的新思路。先借助模板CVD制備了碳納米管泡沫，然后借助等離子增強(qiáng)CVD在碳納米管表面原位生長了多層石墨烯納米片。SEM和TEM分析顯示，石墨烯與碳納米管之間存在共價(jià)結(jié)合、石墨烯納米片自身具有豐富的邊緣結(jié)構(gòu)；碳納米管表面石墨烯納米片的嫁接構(gòu)筑了納米尺度上的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，其與碳納米管微米導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)協(xié)同實(shí)現(xiàn)了對(duì)電磁波的更強(qiáng)消耗。所制備的雜化體泡沫電磁屏蔽效能相比同密度的碳納米管泡沫提高了80-110%，比屏蔽效能高達(dá)6600 dB/（g/cm3），為目前報(bào)道最高值。同時(shí)，力學(xué)研究表明，該材料還可作為一種優(yōu)異的納米增強(qiáng)體，能夠有效提高樹脂材料的力學(xué)性能。上述研究為石墨烯和碳納米管的雜化應(yīng)用提供了新思路。該研究工作獲得國家自然科學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目、創(chuàng)新群體和青年基金等項(xiàng)目的資助。

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