轻质高强MXene/细菌纤维素复合气凝胶的制备及其电磁屏蔽性能

作     者：张艳 马忠雷 李桢 景佳瑶 邵亮 ZHANG Yan;MA Zhonglei;LI Zhen;JING Jiayao;SHAO Liang

作者机构：陕西科技大学化学与化工学院陕西省轻化工助剂重点实验室西安710021 西北工业大学化学与化工学院陕西省高分子科学与技术重点实验室西安710129 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2023年第40卷第11期

页      面：6407-6415页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0703[理学-化学] 0822[工学-轻工技术与工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(52273083,51903145) 陕西省重点研发计划项目(2023-YBGY-476) 中央高校基本科研业务费专项资金(D5000210627) 

主　　题：电磁屏蔽 复合气凝胶 定向多孔结构 细菌纤维素 Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene 

摘      要：随着5G通讯和可穿戴电子设备等高集成化和高功率化的快速发展,由电磁波引起的电磁干扰和电磁污染问题日益严重,亟需研发轻质高强且环境友好的电磁屏蔽复合材料。本文以生物质细菌纤维素(BC)为基体,导电Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene为功能填料,通过液氮定向冷冻-冷冻干法制备轻质高强定向多孔结构MXene/BC复合气凝胶。深入研究了Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene质量分数对复合气凝胶微观结构、导电性能、力学性能和电磁屏蔽性能的影响规律。结果表明:当Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene质量分数为40wt%时,复合气凝胶的密度仅为18.3 mg/cm^(3),电导率和X波段电磁屏蔽效能(EMI SE)均达到最大,分别为459.3 S/cm和72 dB(厚度为4 mm)。由于BC和Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene之间存在丰富的氢键相互作用,复合气凝胶在30%应变下压缩强度达到38.3 kPa,较纯BC气凝胶提升了116.1%。