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鄭州大學Duo Pan,Hu Liu等-- MXene@c-MWCNT粘合二氧化硅納米纖維膜增強極端環境下的電磁干擾屏蔽和隔熱性能
       通過將二氧化硅納米纖維膜(SNM)與 MXene@c-MWCNT 混合薄膜相結合,制造出一種輕質、柔性、熱穩定的復合材料。由原硅酸四乙酯水解縮合,通過靜電紡絲和高溫煅燒制備出具有優異隔熱性能的柔性SNM; MXene@c-MWCNTx:y 薄膜是通過真空過濾技術制備的。特別是,SNM 和 MXene@c-MWCNT6:4 作為一個單元層(SMC1)與 5 wt% 聚乙烯醇(PVA)溶液粘合在一起,具有低導熱率(0.066 W m−1 K−1)和良好的電磁干擾(EMI)屏蔽性能(平均EMI SET,37.8 dB)。隨著功能單元層數的增加,整個復合薄膜(SMCx)的整體隔熱性能保持穩定,EMI屏蔽性能大大提高,特別是對于具有三個單元層的SMC3,平均EMI SET高達55.4 分貝。此外,剛性SNM和堅韌MXene@c-MWCNT6:4的有機結合使SMCx表現出良好的機械拉伸強度。重要的是,即使在極熱和極冷的環境下,SMCx 也能表現出穩定的 EMI 屏蔽和出色的隔熱性能。因此,該工作為未來極端環保設備中使用的EMI屏蔽和隔熱組件提供了新穎的設計思路和重要的參考價值
 

圖 1 a、b SPNM 和 SNM 的數碼照片、c-f SEM 圖像和 g 纖維直徑尺寸分布。 h SPNM、SNM 和 PVA 的 TG 曲線。 i SPNM 和 SNM 的 ATR-FTIR 光譜。
 

圖 2 Ti3AlC2 的 SEM 圖像。 b 未經超聲處理的多層 MXene 的 SEM 圖像。 c MXene 單層的 AFM 圖像和 SEM 圖像(插圖)。 d c-MWCNT 的 SEM 圖像。 e MXene@MWCNT6:4 和 MXene@c-MWCNT6:4 分散體在不同靜態時間下的數碼照片。 f MXene、c-MWCNT 和 MXene@c-MWCNT6:4 的 ATR-FTIR 光譜。
 

圖3 不同MXene和c-MWCNT重量比的MXene@c-MWCNTx:y的a-f表面和g-j、l橫截面的SEM圖像。 k MXene和c-MWCNT之間的氫鍵圖。
 

圖 4 a SPNM 和 SNM、b MXene@c-MWCNTx:y 和 c SMCx 的典型應力-應變曲線。 SMCx 的 d-f SEM 橫截面圖像和相應的數碼照片。
 

圖 5 a MXene@c-MWCNTx:y 的電導率、薄層電阻和薄膜厚度,b-d X 頻段的 EMI SET、SER、SEA 性能,e 平均 EMI SET、SEA、SER 值和 f 功率系數。
 

圖 6 a-c SMCx 的 EMI SER、SEA 和 SET 性能,d 平均 EMI SET、SEA、SER 值和 e 功率系數。 f 經過一系列極端環境測試后 SMC3 的 EMI 屏蔽性能。
 

圖 7a SPNM、SNM 和 SMCx 的熱導率。 b MXene@cMWCNT6:4、SNM和SMCx在高溫環境下的溫度-時間曲線和c相應的紅外圖像。 d SNM和SMCx在極寒環境下的溫度-時間曲線和e對應的紅外圖像。
 
 
圖8 SMCx的I EMI屏蔽和II隔熱機理圖。
 
相關科研成果由鄭州大學Duo Pan,Hu Liu等人于2024年發表在Nano-Micro Letters(https://doi.org/10.1007/s40820-024-01398-1)上。原文:MXene@c?MWCNT Adhesive Silica Nanofber Membranes Enhancing Electromagnetic Interference Shielding and Thermal Insulation  Performance in Extreme Environments
原文鏈接:https://doi.org/10.1007/s40820-024-01398-1

轉自《石墨烯研究》公眾號
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