随着人类社会现代化程度的不断提高,由形形色色的电子设备所产生的电磁辐射不仅对人体健康产生潜在危害,还会干扰电子设备的正常工作。传统的电磁屏蔽材料主要包括金属、合金、聚合物和陶瓷等。然而,这些传统材料普遍存在一些缺点,如密度大、成本高、制备复杂,不耐高温或化学腐蚀等。
18新利体育 物理科学与技术学院杨朝晖教授与张晓华教授,杭志宏教授以及山东大学李逸坦博士合作,制备了一种新型同轴碳化硅-碳纳米管海绵(CNTS@SiC)复合结构的超弹性电磁屏蔽材料。通过在碳纳米管海绵上原位镀覆纳米尺寸的SiC壳层,获得密度以及镀层厚度可控的同轴碳化硅-碳纳米管海绵(CNTS@SiC)复合材料。进一步发现在碳管与碳化硅的界面处存在肖特基结,可以形成大量极化电荷层,有效屏蔽外来的电磁辐射。最终复合材料平均电磁屏蔽性能在X-波段(8-12 GHz)可以达到76±6 dB以上,是目前文献中报道的关于碳化硅复合材料的最高屏蔽性能。此外碳化硅-碳纳米管复合材料还表现出优异的超弹性,在近98 %应变和7.5 MPa应力的极限压缩情况下,复合材料能快速恢复到初始形状的95 %,且经过多达1000次的反复压缩后仍可以实现形状的完美复原。最后,碳化硅-碳纳米管海绵复合材料还具有优异的耐候性,不但可以耐受常规的强酸强碱环境,在-196°C-700°C之间都能稳定地发挥电磁屏蔽效用,大大拓宽了复合材料的应用范围。相关结果以“ Silicon carbide coated carbon nanotube porous sponge with super Elasticity, low Density, high thermal Resistivity, and synergistically enhanced electromagnetic interference shielding performances” 为题发表在《 Chemical Engineering Journal》杂志。(IF=16.7/Q1)
文章全文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.144011