河北工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院青年教師袁野與哈爾濱工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院赫曉東、李宜彬教授團(tuán)隊在《Nanoscale》期刊上聯(lián)合發(fā)表了題為“Light weight and flexible hybrid film basedon delicate design of electrospun nanofibers for high-performance electromagnetic interference shielding”的研究論文（Nanoscale, 2019, 11,8616–8625）。河北工業(yè)大學(xué)袁野和哈爾濱工業(yè)大學(xué)李建軍為本文的共同通訊作者。

圖1.(a)?高性能柔性電磁屏蔽復(fù)合薄膜的制備過程.(b–d)?通過吡咯原位沉積、氧化石墨烯自組裝法在不同尺度上形成具有雙連續(xù)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和夾層結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)柔性電磁屏蔽復(fù)合薄膜。

隨著5G技術(shù)和柔性電子器件時代的來臨，輕質(zhì)、柔性的高性能電磁屏蔽材料的需求也日益顯著。本論文基于靜電紡絲技術(shù)，以TiO2、吡咯單體和氧化石墨烯為原料，從制備物理性能和結(jié)構(gòu)可控的納米纖維及無紡布體系出發(fā)，圍繞雙連續(xù)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和夾層結(jié)構(gòu)等多層次結(jié)構(gòu)的有序構(gòu)筑，自下而上的制備出了高性能有機(jī)/無機(jī)混雜碳基電磁屏蔽復(fù)合薄膜。

在此基礎(chǔ)上，論文作者分析了該復(fù)合薄膜微觀結(jié)構(gòu)與評價宏觀性能相結(jié)合，并通過電磁仿真軟件建立了基于手機(jī)輻射的人體電磁屏蔽模型，從實驗和理論兩個方面揭示不同層次微觀結(jié)構(gòu)和材料協(xié)同作用對電磁波的響應(yīng)規(guī)律，闡明了該種電磁屏蔽復(fù)合薄膜的屏蔽機(jī)理。該研究為高性能電磁屏蔽材料在醫(yī)療健康、新型電子器件和航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。

圖2 a)復(fù)合薄膜電磁屏蔽性能分析。(b-c)復(fù)合薄膜電磁屏蔽機(jī)理分析。

河北工業(yè)大學(xué)青年教師袁野與哈爾濱工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院赫曉東、李宜彬教授團(tuán)隊近年來在碳基電磁屏蔽材料方面開展了大量基礎(chǔ)研究工作，制備得到了多種輕質(zhì)高性能碳基電磁屏蔽材料，相關(guān)研究工作分別發(fā)表在ACS Appl. Mater.Interfaces和Carbon等學(xué)術(shù)期刊上

（ACS Appl. Mater.Interfaces, 2016,8, 16852-16861；ACS Appl.Mater. Interfaces,2017, 9, 21371-21381；Carbon, 2018, 130, 59-68；Carbon, 2017, 123, 223-232；Carbon, 2019, 143, 507-516；ACS Sustainable Chem.Eng.,2019,7,1228-1238.）。

圖3人體大腦暴露于手機(jī)電磁輻射的模擬過程：(a)模擬大腦模型示意圖。(b)簡化的電磁輻射模型。(c-e)大腦直接暴露在電磁輻射中的電場分布云圖。(f-h)具有復(fù)合薄膜保護(hù)作用時大腦中的電場分布云圖。

該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金(NO. 21301040)，中央軍委裝備發(fā)展部重點實驗室基金(NO. 6142905180201)，河北省教育廳高等學(xué)校重點項目和河北工業(yè)大學(xué)“元光學(xué)者”計劃的資助。

論文信息及鏈接:

Li Huang, Jianjun Li,* Yibin Li, Xiaodong He and YeYuan*, Lightweight and flexible hybrid film based on delicate design ofelectrospun nanofibers for high-performance electromagnetic interferenceshielding,?Nanoscale, 2019, 11,8616–8625. DOI: 10.1039/C9NR02102G