無線通信和電子設備的快速發(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基板結合，制備了基于MXene的具有多個功能層的復合織物。PP襯底賦予純MXene膜一定的力學性能，PP表面的聚多巴胺修飾增強了襯底與MXene層的結合強度。含有硅的疏水性層賦予了導電織物疏水性，從而確保了MXene層在復雜環(huán)境中使用時導電性能的穩(wěn)定性。結果表明:隨著浸漬次數的增加，復合織物的導電性和電磁屏蔽效果(EMI SE)均增加。浸漬次數為3次時，復合織物的電導率為6.54 S/cm, EMI SE為32.57 dB。疏水處理后，復合織物的接觸角為140.49。此外，平均電磁干擾SE和屏蔽效率仍然達到25.12 dB和99.69%。mxene復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備的一種選擇。
圖1. a MXene納米片的屏蔽機理;b MXene基復合導電織物的制備工藝;c-d MXene基復合織物的外觀和掃描電鏡(SEM);e-f MXene基復合織物的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導電織物的SEM圖像; d-d ' PP@PDA@MXene-3復合織物疏水處理后的SEM圖像和e復合織物的元素圖: f PP@PDA@MXene-X和PP復合織物的粗糙度。
圖5. a-b PP@PDA@MXene疏水處理前后的接觸角(CA);復合導電織物的c FT-IR光譜;d經不同功能層處理的復合織物的XRD光譜和e 復合織物的XPS光譜。
圖6 a復合織物的表面電阻;b復合織物的導電性和c PDMS疏水層阻礙電子傳輸的示意圖。
圖7 a-d PP@PDA@ MXene-x和PP@PDA@MXene@PDMS復合織物的電磁屏蔽性能;e復合織物的SER、SEA和SET值;f SSE和SSE/t PP@PDA@MXene@PDMS復合織物;g PP@PDA@MXene@PDMS樣品與其他報道文獻的性能比較和h無線電力傳輸系統示意圖。
圖8 a-b導電復合織物的電磁屏蔽機理;c PP@PDA@MXene@PDMS復合織物的紅外熱像和d復合織物的彎曲和折疊顯示。
相關科研成果由中原工學院紡織學院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。
轉自《石墨烯研究》公眾號
