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哈爾濱工業大學Yuyan Liu和Zhimin Xie課題組--輕質導電的MXene/石墨烯混合泡沫具有出色的電磁干擾屏蔽能力
       具有輕質和出色導電性的三維(3D)結構石墨烯是一種高效的電磁干擾(EMI)屏蔽材料,可用于管理日益嚴重的電磁污染。但是,以氧化石墨烯(GO)為前體制造的3D石墨烯的導電性較差,嚴重限制了其EMI屏蔽性能,無法滿足進一步應用的需求。本文中,我們開發了一種簡單可行的策略,將高導電性的二維Ti3C2Tx MXene納米片引入GO,然后通過冷凍干燥和還原熱處理來制造輕質MXene/石墨烯混合泡沫(MX-rGO)。互連多孔結構中改善的導電性和高效的波衰減特性使MX-rGO具有出色的EMI屏蔽效果(50.7 dB)。此外,MX-rGO的特定EMI屏蔽效能(SSE,定義為屏蔽效能除以密度)值在較低的厚度下可以達到6217 cm3 g-1,遠高于大多數EMI屏蔽材料到目前為止的報道。因此,具有優異的EMI屏蔽性能的輕質導電MXene/石墨烯混合泡沫在航空航天和下一代智能設備中具有潛在應用。
 
Figure 1. MX-rGO泡沫的合成示意圖
 

Figure 2. (a)MXene和GO膠體溶液以及(b)MXene和rGO混合膠體溶液的數碼照片;(c)MX-GO和GO泡沫的數碼照片。
 

Figure 3. (a)rGO泡沫的SEM圖像;(b)MX-rGO1:1的SEM圖像和相應的EDX元素圖;(c和d)分別為MX-rGO1:2和MX-rGO1:3的SEM圖像。
 

Figure 4. (a)厚度為1.5毫米的rGO泡沫和MX-rGO泡沫的EMI SE;(b)厚度不同的MX-rGO1:2的EMI SE;(c)厚度為1.5毫米的rGO泡沫和MXrGO泡沫的SSE;在12.4 GHz處,厚度為1.5 mm的rGO泡沫和MX-rGO泡沫的(d)T、A和R值,以及(e)總EMI SE(SETotal)、微波吸收(SEA)和微波反射(SER)的比較;(f)電磁波跨MX-rGO泡沫傳輸的示意圖。
 
       相關研究成果于2020年由哈爾濱工業大學Yuyan Liu和Zhimin Xie課題組,發表在Chemical Engineering Journal(2020, 381, 122696)上。原文:A lightweight and conductive MXene/graphene hybrid foam for superior electromagnetic interference shielding。

摘自《石墨烯雜志》公眾號:

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