谭勇文教授团队开发高性能三维多孔MXene基电磁屏蔽材料

发布者:发布时间:2020-05-07浏览量:


近日,我院谭勇文教授团队在国际权威期刊《ACS Nano》(IF=13.903)发表题为“Highly Stable 3D Ti3C2Tx MXene-Based Foam Architectures toward High-Performance Terahertz Radiation Shielding”的研究论文。材料学院硕士研究生林泽慧为论文第一作者,刘骥助理教授与谭勇文教授为共同通讯作者。

随着信息时代来临,电子电气设备迅猛发展,以太赫兹电磁波作为辐射源的太赫兹技术,在诸多前沿领域中展现出巨大前景。然而,这些设备在给人们带来便利的同时,所辐射出的电磁波也带来如电磁信息泄露和电磁环境污染等负面效应。目前,制备兼具低密度、超薄厚度、柔韧性、甚至可折叠性的新型高性能屏蔽材料用以满足便携化和可穿戴化设备的需求仍具有较大难度。

 

1、三维多孔Mxene材料的制备

 

2、三维多孔Mxene材料电磁屏蔽性能

     为此,谭勇文教授团队提出一种离子扩散诱导组装策略实现新型二维材料过渡金属碳化物(MXene)可控组装,成功制备了兼具可折叠性和良好环境稳定性的MXene基多孔材料,其在厚度仅为85 μm时,即可展现出高达51 dB的优异太赫兹电磁屏蔽效能。MXene材料作为一种类石墨烯二维纳米材料,已经在包括电化学储能、水污染处理以及电磁屏蔽等领域中展现出极大应用潜力,然而其有限的力学柔韧性和较差的稳定性仍是限制该材料实际应用的关键问题。在该工作中,通过构筑多级交联结构,所制备的MXene材料在保持亲水性的同时具备良好的可折叠性和结构稳定性,即使在水中长时间浸泡后仍可维持结构完整和较高的屏蔽效能;通过多孔结构设计,该材料在实现对电磁波高效屏蔽的同时展现出低反射特性,在较宽频段内反射损耗甚至低于-10 dB,对减少电磁辐射二次污染实现绿色电磁屏蔽具有重要意义。这项工作不仅可为高性能电磁屏蔽材料设计提供参考,同时为扩展MXene材料在宏观三维形态下的实际应用开辟了新的道路。

上述研究受到国家自然科学基金、中央高校基本科研基金、湖南省自然科学基金、澳门新葡亰手机版汽车车身先进设计制造国家重点实验室自主研发项目的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1021/acsnano.9b08832

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