無線通信和電子設(shè)備的快速發(fā)展要求采取積極措施消除電磁輻射危害。基于層狀組裝策略，通過簡單的溶液浸漬法將二維過渡金屬(MXene)與PP基板結(jié)合，制備了基于MXene的具有多個(gè)功能層的復(fù)合織物。PP襯底賦予純MXene膜一定的力學(xué)性能，PP表面的聚多巴胺修飾增強(qiáng)了襯底與MXene層的結(jié)合強(qiáng)度。含有硅的疏水性層賦予了導(dǎo)電織物疏水性，從而確保了MXene層在復(fù)雜環(huán)境中使用時(shí)導(dǎo)電性能的穩(wěn)定性。結(jié)果表明:隨著浸漬次數(shù)的增加，復(fù)合織物的導(dǎo)電性和電磁屏蔽效果(EMI SE)均增加。浸漬次數(shù)為3次時(shí)，復(fù)合織物的電導(dǎo)率為6.54 S/cm, EMI SE為32.57 dB。疏水處理后，復(fù)合織物的接觸角為140.49。此外，平均電磁干擾SE和屏蔽效率仍然達(dá)到25.12 dB和99.69%。mxene復(fù)合材料具有良好的抗電磁干擾性能和良好的可彎曲性，是電子、航空航天和智能可穿戴設(shè)備的一種選擇。
圖1. a MXene納米片的屏蔽機(jī)理;b MXene基復(fù)合導(dǎo)電織物的制備工藝;c-d MXene基復(fù)合織物的外觀和掃描電鏡(SEM);e-f MXene基復(fù)合織物的XPS曲線和電磁屏蔽效果。
圖2. a-c LiF/HCl蝕刻前后Ti3AlC2的SEM圖像;d MXene膜的表面潤濕性;e LiF/HCl蝕刻前后Ti3AlC2的XRD曲線，f-g純MXene膜的EMI屏蔽。
圖3. a-b PP改性前后的SEM圖像;(a'-b ') PDA改性前后PP表面粗糙度的變化;(a”-b”)PDA修飾前后的纖維直徑分布; c-d PP和PP@PDA織物的FT-IR和XRD曲線以及e-f PP和PP@PDA織物的接觸角。
圖4. a-c ' PP@PDA@MXene-X導(dǎo)電織物的SEM圖像; d-d ' PP@PDA@MXene-3復(fù)合織物疏水處理后的SEM圖像和e復(fù)合織物的元素圖: f PP@PDA@MXene-X和PP復(fù)合織物的粗糙度。
圖5. a-b PP@PDA@MXene疏水處理前后的接觸角(CA);復(fù)合導(dǎo)電織物的c FT-IR光譜;d經(jīng)不同功能層處理的復(fù)合織物的XRD光譜和e 復(fù)合織物的XPS光譜。
圖6 a復(fù)合織物的表面電阻;b復(fù)合織物的導(dǎo)電性和c PDMS疏水層阻礙電子傳輸?shù)氖疽鈭D。
圖7 a-d PP@PDA@ MXene-x和PP@PDA@MXene@PDMS復(fù)合織物的電磁屏蔽性能;e復(fù)合織物的SER、SEA和SET值;f SSE和SSE/t PP@PDA@MXene@PDMS復(fù)合織物;g PP@PDA@MXene@PDMS樣品與其他報(bào)道文獻(xiàn)的性能比較和h無線電力傳輸系統(tǒng)示意圖。
圖8 a-b導(dǎo)電復(fù)合織物的電磁屏蔽機(jī)理;c PP@PDA@MXene@PDMS復(fù)合織物的紅外熱像和d復(fù)合織物的彎曲和折疊顯示。
相關(guān)科研成果由中原工學(xué)院紡織學(xué)院Hongying Yang等人于2023年發(fā)表在Journal of Materials Science（https://doi.org/10.1007/s10853-023-08743-6）上。原文：Lightweight and hydrophobic MXene-decorated PP composite fabric inspired by rock for highly efficient electromagnetic interference shielding。
原文鏈接：https://link.springer.com/article/10.1007/s10853-023-08743-6。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
