電子設(shè)備的基本完整性在很大程度上取決于適當(dāng)?shù)碾姶疟Ｗo(hù)措施。在這項(xiàng)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(fù)合材料的薄膜，并在x波段頻率范圍內(nèi)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(fù)合材料(2.12 μm)的EMI SE最高為55.53 dB，而厚度最薄的復(fù)合材料(0.24 μm)的比SE (SSE/t)最高為2230,000 dB cm2 g−1。此外，復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的物理和化學(xué)穩(wěn)定性，在各種惡劣條件下保持其性能。在已報(bào)道的碳基聚合物材料中，我們的復(fù)合薄膜的屏蔽性能最高，這歸功于固有導(dǎo)電材料(即swcnts和導(dǎo)電聚合物)的互補(bǔ)空間排列。我們在這里的貢獻(xiàn)為創(chuàng)造具有卓越EMI屏蔽性能的輕質(zhì)柔性復(fù)合材料奠定了基礎(chǔ)，目標(biāo)是下一代柔性電子產(chǎn)品。
圖 1. (A)本研究中使用的swcnts、表面活性劑和PEDOT:PSS的化學(xué)結(jié)構(gòu)。(B)復(fù)合膜制備示意圖。(C-D) (C) SWCNT(放大倍數(shù)為39998倍)和(D) SWCNT/PEDOT:PSS薄膜(放大倍數(shù)為25000倍)的SEM圖像。(E-F) (E) SWCNT (F) SWCNT/PEDOT:PSS復(fù)合薄膜的AFM圖像。(G)原始材料和復(fù)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(fù)合材料的EMI屏蔽性能。(C)原始薄膜和(D) swcnts /PEDOT:PSS復(fù)合薄膜的屏蔽作用。(E)原始膜和(F) swcnts /PEDOT:PSS復(fù)合膜的屏蔽平均系數(shù)分析。(G)原始薄膜和(H)不同進(jìn)料量的SWCNT/ PEDOT:PSS復(fù)合材料的對比。(I)原始swcnts薄膜的示意圖，(J) swcnts / PEDOT:PSS復(fù)合材料，以及(K)它們的電磁干擾屏蔽機(jī)制。
圖3. 耐久性測試顯示(A)有機(jī)溶劑浸泡(B)人工海水和熱處理前后swcnts /PEDOT:PSS復(fù)合材料的屏蔽性能。(C) 5000次彎曲循環(huán)后的屏蔽性能循環(huán)試驗(yàn)。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(nèi)的EMI SE。原始膜(G)和復(fù)合大尺寸膜(H)的屏蔽系數(shù)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(shù)。
相關(guān)科研成果由韓國科學(xué)技術(shù)研究院Zhaoling Li, Dong Su Lee等人于2024年發(fā)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(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
