中科院金属所任文才团队ACS Nano、AM齐发:史上最强电磁屏蔽材料、超薄层状原始石墨烯纳米膜
2020-02-29 09:47:06   来源:
(一)史上最强电磁屏蔽材料
石墨薄膜具有诸多优异的性能,在储能、电磁干扰(EMI)屏蔽、热管理、紫外光刻等领域都有着广阔的应用前景。但是,现有的合成方法需要非常高的处理温度(∼3000°C)和/或长达数小时的处理时间,阻碍了石墨烯膜的应用。
2月19日,中国科学院金属研究所任文才研究员报道了通过在乙醇中淬火热的镍箔,实现了在几秒钟内快速合成数十纳米厚的高质量石墨薄膜。通过该方法,石墨烯膜的垂直生长速率可达64nm·s-1以上,比现有方法高出2个数量级以上。此外,制备得到的薄膜具有优异的导电性(∼2.6×105s/m)和高机械强度(∼110MPa),与化学气相沉积法相当甚至优于化学气相沉积法。作者展示了这些石墨薄膜在电磁干扰屏蔽的应用潜力,它显示出高达481000 dB cm2 g–1的绝对屏蔽效能,超过了之前所有报道的合成材料。相关论文以“Second Time-Scale Synthesis of High-Quality Graphite Films by Quenching for Effective Electromagnetic Interference Shielding”为题,发表在《ACS Nano》上,第一作者为:Zhou Tianya。
全文链接:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b08169
(二)具有超高电磁干扰屏蔽性能的超薄层状原始石墨烯纳米膜
随着下一代便携式和可穿戴电子产品的发展,迫切需要开发具有高屏蔽效能(SE)的超薄、轻质、高强度和导热电磁干扰(EMI)屏蔽材料。原始石墨烯(PG)在满足上述要求方面具有很大的潜力,但原始石墨烯纳米片的加工性能较差,阻碍了其应用。
中国科学院金属研究所任文才研究员团队采用一种扫描离心铸造法高效合成了原始石墨烯负载率高达90wt%的高取向层状PG膜仿珍珠层PG/聚合物复合材料。由于原始石墨烯纳米片的规整排列,PG膜具有高导电性多重内反射,表现出与MXen薄膜相当的超高电磁干扰屏蔽效能(EMI-SE)。对于厚度约为100μm的PG膜,EMI SE为93 dB,对于厚度约为60μm的PG/聚酰亚胺复合膜,EMI SE为63 dB,这种PG纳米片基薄膜具有高机械强度(~145MPa)高热导率(~190W m-1K-1,超越同类MXene薄膜。这种膜综合性能优异,易于批量加工,为PG纳米片在电磁干扰屏蔽材料中的实际应用铺平了道路相关论文以“Superhigh ElectromagneticInterference Shielding of Ultrathin Aligned Pristine Graphene Nanosheets Film”为题,发表在《Advanced Materials》上。第一作者为:Wei Qinwei。
扫描离心铸造法合成高取向层状PG薄膜
实物照片、微观结构和性能
全文链接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201907411
任文才研究员简介
任文才 中国科学院金属研究所研究员,国家杰出青年科学基金获得者。从事石墨烯研究,在石墨烯的生长机制、大尺寸单晶石墨烯与高导电性石墨烯三维网络结构材料的控制制备、高质量石墨烯材料的规模制备以及石墨烯材料的光电、储能等应用方面取得了一系列创新成果。在《Nature Materials》 等期刊发表 SCI 论文 68 篇,被 SCI 引用3688 次 ;申请国家发明专利 24 项,其中获授权 8 项,1 项已实施。2 项成果被 Nature 选为“研究亮点”,1 项成果入选“2011 年度中国科学十大进展”。2018年11月,获颁何梁何利基金科学与技术奖“青年创新奖”。

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来源:高分子科学前沿
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