随着电子信息技术的快速发展,电磁波(EMW)对人类健康、信息安全、精密电子设备的影响不容忽视。因此,如何制备轻质、柔性、多功能材料来屏蔽电磁波是亟待解决的问题。静电纺纳米纤维膜(NFM)具有许多优点,例如轻质、多孔、具有高比表面积,可用于电磁干扰(EMI)屏蔽。
近期,苏州大学徐岚教授发表综述,主要介绍了电磁干扰屏蔽的机理、静电纺丝的原理和发展,以及静电纺丝NFM屏蔽电磁干扰的常用材料。相关内容以“Electrospun Composite Nanofiber Membranes for Electromagnetic Protection”为题目,发表于期刊《ACS Applied Nano Materials》上。
本文要点:
1、本文综述了电纺纳米纤维材料在电磁干扰(EMI)屏蔽领域的最新进展。
2、本文重点介绍了电纺纳米纤维材料的制备方法、电磁性能和EMI屏蔽机制。
3、此外,还讨论了电纺纳米纤维材料在EMI屏蔽领域的应用前景和挑战。
一张图读懂全文:
静电纺丝 NFM 中常用的 EMI 屏蔽材料有哪些?
静电纺NFM 屏蔽电磁干扰的常用材料包括碳材料、陶瓷材料和各种纳米填料。这些材料用于增强NFM 的电磁干扰屏蔽性能,可以包括高导电性或磁性纳米填料。
本综述提出的主要发现和见解:
1、电纺纳米纤维膜 (NFM) 因其独特的特性(例如高表面积、多孔性和可调谐电磁性能)而成为电磁干扰 (EMI) 屏蔽的有前途的材料。
2、NFM 的 EMI 屏蔽效果受多种因素影响,包括纳米纤维材料的类型、NFM 的厚度和密度,以及导电填料或掺杂剂的存在。
3、加入金属纳米颗粒、碳纳米管和石墨烯等导电填料可以显着提高 NFM 的电导率并改善其 EMI 屏蔽性能。
4、NFM 的设计和结构在决定其 EMI 屏蔽性能方面起着至关重要的作用。与传统 NFM 相比,多层 NFM、梯度 NFM 和多孔 NFM 已被证明具有优异的 EMI 屏蔽性能。
5、电纺 NFM 可以与其他功能材料集成,以创建具有附加性能(例如隔热、阻燃和自清洁能力)的多功能 EMI 屏蔽材料。
图1:本综述所涵盖主题的概述。
图2:电磁屏蔽原理图。
图3:简述静电纺丝的发展历史。
图4:(A)单针静电纺丝。(B)自由表面静电纺丝。(C)同轴静电纺丝。
图5:(A, B) CNF/AgNW NFM组装过程示意图及CNF/AgNW NFM的电磁屏蔽性能。(C, D)制备APAN-Ag-SA-T(0.5−2.5 h)膜和在X, Ku, k波段EMI SE。(E)静电纺丝和化学镀合成PU@Cu NFM工艺示意图。(F)厚度约为35 μm的CPAN NF/Ni NP、CPAN NF/Ag NP和CPAN NF/Cu NP NFM在8 ~ 26.5 GHz范围内的EMI SE。
图6:(A) BP/NF复合膜制备示意图。(B, C)扫描电镜图像显示原始NF和弯曲的BP/NF-130复合膜的形态。(D−G) BP/NF - NFM膜不同频段的EMI SE。
图7:(A) PVDF-AgNWs/MXene薄膜的制备示意图。(B, C) Janus Ti3C2TX-(Fe3O4/PI)薄膜的制备过程和SEM。(D−F) Co@CNF NFM的制备过程和SEM。
图9:分离结构(A, A ')、梯度结构(B, B ')、核-壳或自组装层状结构(C, C ', C ")和多层结构(D, D ')的制备过程和电镜图像。
图10:多功能电磁屏蔽nfm的发展前景。
原文链接:https://doi.org/10.1021/acsanm.3c05572