成果簡介
具有超薄性、柔性和可摺疊性、耐高溫性和優異的電磁干擾遮蔽效能的材料是未來行動式和可穿戴電子產品的迫切需求。本文,汪印教授團隊在《Ind. Eng. Chem. Res》期刊發表名為“Elastomeric Foldable and High-Temperature Endurance Porous Graphene Films with Superior Electromagnetic Interference Shielding Performance”的論文,研究透過將化學還原和快速受限發泡方法可控地製備高度柔性、堅固且多孔的石墨烯薄膜(GFs)。
在500°C空氣中的空間受限發泡賦予退火GFs(AGF)整合功能,包括顯著改善的表面平滑度、較低的薄片電阻、較高的耐高溫性、定製的分層多孔結構以及消除碘摻雜同步雜質。所製備的AGF具有優異的自恢復彈性效能、在大量重複彎曲迴圈中的卓越可靠性以及顯著的柔性和機械強度。更值得稱讚的是,與透過單獨HI還原(28.63 dB)和熱還原(19.37 dB)製備的GFs的遮蔽效能(SE)相比,AGF的遮蔽效能(SE)大大提高,高達48.37 dB,這是因為構造良好的高導電性和分級多孔結構中增強了微波吸收。因此,這種薄AGF具有優異的靈活性、彈性和高溫耐久性,並具有優異的遮蔽效能,在行動式和可穿戴裝置領域具有強大的潛在應用前景。
圖文導讀
圖1. (a) 驅動RGO薄膜受限發泡的策略和機制示意圖。(b)GO膜的光學影象,(c) 使用HI的RGO膜,(d) 限制條件下的AGF,(e-g) 限制條件下的熱RGO膜和無限制條件,以及熱退火的 RGO 膜不受限制。
圖2. (a) GO 薄膜和 (b) RGO 薄膜的SEM影象,AGF的橫截面厚度控制為 (c) 40、(d) 100 和 (e) 200 μm。(f) 40μm厚的AGF俯視SEM影象。
圖3. GO薄膜、RGO薄膜、AGF和TGO薄膜的結構特徵。
圖4. (a) GO薄膜、RGO薄膜和AGF的拉伸強度、比強度和韌性。
(b) 10×100mm2 AGF-100摺疊的千紙鶴。
(c)在AGF-100上的紙船在火焰下進行耐熱測試的照片。
(d) AGF-100 摺疊和起皺的影片 S1快照。
(e) RGO薄膜的摺疊和起皺。
(f) 火焰上RGO薄膜的照片。
(g-h)RGO薄膜和AGF-100吸附碘的穩定性和釋放測試。
圖5. (a) RGO 薄膜、AGF 和 TGO 薄膜的薄層電阻。(b) AGF-100 在彎曲和摺疊的千次迴圈中的薄層電阻變化
圖6、EMI遮蔽效能和機制
文獻:
https://doi.org/10.1021/acs.iecr.1c04201