郑州大学申长雨院士和刘春太教授团队在柔性多功能透明电磁屏蔽材料方面取得进展

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郑州大学申长雨院士和刘春太教授团队近日在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊上发表了题为“Flexible MXene/Silver Nanowires-based Transparent Conductive Film with Electromagnetic Interference Shielding and Electro-photo-thermal Performances” 的研究论文。论文的第一作者为郑州大学橡塑模具国家工程研究中心2018级博士研究生周兵，通讯作者为郑州大学冯跃战副教授和申长雨教授。

图1. MXene/AgNW-PVA透明电磁屏蔽薄膜的制备示意图

透明导电薄膜（TCFs）已经被广泛应用于触摸屏、太阳能电池、发光器件、智能窗户、液晶显示器等领域。然而，随着柔性电子设备和无线通讯的快速发展，人们对TCFs的性能要求越来越高，不仅作为设备的显示屏，而且还要充当电磁屏蔽材料，保护精密设备免受电磁波的干扰和辐射。目前，铟硒氧化物（ITO）是市场上最为流行的透明电磁屏蔽材料，但是其固有的脆性以及铟的稀缺限制了它的应用范围。各种导电材料包括碳纳米管、石墨烯片、金属纳米线或网格等作为ITO的替代材料，已经在透明电磁屏蔽领域被广泛研究。但是高效透明的电磁屏蔽材料一直是探究的热点话题。最近，过渡金属碳化物/碳氮化物（Ti₃C₂T_x MXene）作为一种新型的二维导电纳米材料，其具有优异的导电性和丰富的表面官能团，在电磁屏蔽领域受到了巨大的青睐。MXene在电磁屏蔽方面已经取得了较大的进展，但仅仅依靠MXene本身来实现高效透明的屏蔽性材料也是一个巨大的挑战。

因此申长雨院士和刘春太教授团队通过喷涂-旋涂-热压转移相结合的方法制备一种基于MXene和AgNW柔性多功能透明的电磁屏蔽材料，其具有优异的光电性能和电磁屏蔽性能，同时还表现出电热和光热响应。

本文亮点： 

• 二维MXene和一维AgNW的有效结合，构建出高效的二维/一维杂化导电网络，赋予TCFs良好的光电性能和电磁屏蔽效率。

• 聚乙烯醇（PVA）溶液浸入并固定了导电网络，提高了导电材料与基体的界面粘合力，使TCFs拥有优异的耐弯折性和耐刮擦性。

• 杂化导电网络的高电导率和局部表面等离子体共振分别使TCFs具有优异的焦耳加热性能和光热转换性能。 

该工作得到了国家自然科学基金(51903223和U1604253)，中国博士后科学基金(2018M642781)，国家重点研发项目(2019YFA0706802)的资助。

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.0c09020

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