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石墨烯电磁屏蔽涂料,居然如此神奇

石墨烯电磁屏蔽涂料,居然如此神奇

2022年09月23日

  为了有效地抑制电磁干扰和电磁辐射危险,石墨烯电磁屏蔽涂料的研究尤为重要。石墨烯电磁屏蔽涂料致力于开发高效电磁屏蔽材料,早期在石墨烯基电磁屏蔽材料的制备和性能研究方面取得了一系列进展。在石墨烯电磁屏蔽涂料的结构设计和性能研究方面取得了重要进展。

  (1)研究人员设计了具有夹层结构的高强度柔性聚合物/石墨烯复合膜,并研究了锯齿结构对薄膜电磁屏蔽的影响(见图1)。高强度柔性聚合物/石墨烯复合膜是以普通无纺布为增强层,使用聚合物/石墨烯复合材料作为导电涂层制造的。电磁屏蔽测试结果表明,对薄膜样品进行曲折折叠可以提高电磁屏蔽性能(特别是导电率高的薄膜)。其中,由于较小的锯齿角和较长的锯齿边长度,锯齿折叠在薄膜电磁屏蔽增强中更为明显。这主要是因为较小的锯齿角度和较长的锯齿边长度会导致较大的材料区域参与电磁屏蔽,锯齿对电磁波的多次反射衰减会增加。

  (2)研究人员探讨了多层复合结构(梯度结构中空夹层结构)对聚合物/石墨烯复合材料电磁屏蔽性能的影响。首先,可以自由叠加不同石墨烯含量的聚合物/石墨烯复合泡沫,形成不同梯度结构的复合材料。结果表明:梯度结构对复合材料的电磁屏蔽性能影响不大,但可以大大提高复合材料与空气之间的波阻抗,提高对电磁波的吸收性能。吸收性能强的结构设计如图2所示具有a-b-c结构,而电磁波反射强的结构设计为c-b-a结构。另外,将透波材料夹在两层聚合物/石墨烯复合泡沫之间,可以得到具有中空三明治结构的复合材料,结果1中空三明治结构可以大大提高复合材料的屏蔽性能,但主要原因是材料对电磁波的反射提高了。三明治结构与复合材料屏蔽效能的提高量和中透波层的厚度有关,厚度为该频段的1/4波长时,其增幅较大。


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