山大刘久荣教授/曾志辉教授和EMPA赵善宇研究员NML: 一种轻质、柔性的MXene/聚酰亚胺多孔复合高性能、多功能电磁屏蔽材料
近期，山东大学刘久荣教授、曾志辉教授团队和瑞士联邦材料科学与技术研究所（EMPA）的赵善宇研究员团队展开合作，研发了一种轻质、柔性的过渡金属碳化物 (Ti3C2 MXene)/聚酰亚胺 (PI) (C-MXene@PI) 多孔复合高性能电磁屏蔽材料，该工作成功发表在微纳材料领域的著名国产期刊《纳微快报》(Nano-Micro Letters)上面。MXene@PI多孔复合材料是通过可扩展的浸涂工艺和化学交联制备的，制备方法简单，可大规模生产。作为高性能电磁屏蔽材料，该复合泡沫完美结合了MXene的超强导电性及PI的微米级空隙结构，在 28.7 至 48.7 mg/cm3 的密度下表现出令人满意的 X 波段电磁干扰 (EMI) 屏蔽效能 (SE)（22.5 ~62.5 dB），获得了 21,317 dB·cm2/g 的优异表面特定SE。疏水性化学交联剂的选用增加了复合材料的抗氧化性、疏水性、防水性及极低温度下的稳定性。除电磁屏蔽功能外，该复合泡沫还可用作柔性加热器。与由合金板组成的商用加热器相比，其电热性能更为优异，热分布更为均匀，在低电压下具有显著、稳定，且可快速重现的特性。此外，该复合泡沫还可用作压阻传感器，很好地附着/穿戴在人体皮肤表面并展现出良好的传感性能，实现对人体运动进行灵敏可靠的监测。综上所述，该新型多孔复合材料不仅具有优异的电磁屏蔽性能，亦可作为柔性加热器以及可穿戴生物传感器；该材料具备简易且可规模化生产的制造工艺，在下一代柔性电子、航空航天和智能设备中具有广阔的应用前景。
本文通过一种简单，可大规模生产的方法，制备出大面积、轻质且强健、兼具优秀柔性的过渡金属碳化物 (Ti3C2 MXene)/聚酰亚胺 (PI) 多孔复合材料。除疏水性、抗氧化性和极端温度稳定性外，由于对构筑单体和微观结构的有效设计，复合泡沫还获得了优异的电磁屏蔽性能。此外，高柔性的复合泡沫表现出优异的电热和压阻传感性能，在下一代柔性电子、航空航天和智能设备领域具有广阔的应用前景。
原文链接：
Porous and Ultra‑Flexible Crosslinked MXene/Polyimide Composites for Multifunctional Electromagnetic Interference Shielding
Zhi‑Hui Zeng*, Na Wu, Jing‑Jiang Wei, Yun‑Fei Yang, Ting‑Ting Wu, Bin Li, Stefanie Beatrice Hauser, Wei‑Dong Yang, Jiu‑Rong Liu*, Shan‑Yu Zhao*
Nano-Micro Lett. (2022) 14:59；
https://doi.org/10.1007/s40820‑022‑00800‑0
作者简介
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刘久荣
本文通讯作者
山东大学 教授
主要研究领域：长期从事电磁仿真技术、电磁功能材料设计和研制、电磁性能测试分析等相关研究；包括：电磁波吸收材料、气敏传感器以及电化学储能材料。
简介：刘久荣教授，山东大学“齐鲁青年学者”特聘教授，博导。长期从事电磁仿真设计技术、吸波材料制备、性能调控及应用研究，2011年入选教育部新世纪优秀人才支持计划，2013年获得山东省自然科学杰出青年基金，2020年被聘为军委科技委173计划首席专家。先后承担军委科技委基础加强计划（173计划）、国家国防重大工程专项、国防基础科研计划、国家自然科学基金等国家及省部科研项目30余项，研究成果在Adv. Mater., J. Am. Chem. Soc., Nano-Micro Letters等SCI期刊上发表论文150余篇，他引超过6000次，获得授权发明专利30余项。发明专利成果已转化到企业，吸波产品已应用于手机、基站以及笔记本等电子产品中；隐身材料已应用于多个型号装备。担任SCI期刊Adv. Composites Hybrid Mater.编辑，军科委材料组评审专家。
Email: jrliu@sdu.edu.cn
个人主页：www.cmpc.sdu.edu.cn/info/1017/1011.htm
曾志辉
本文第一/通讯作者
山东大学 教授
主要研究领域：纳米复合材料、电磁屏蔽/吸收材料、柔性电子器件。
简介：山东大学曾志辉教授课题组在电磁屏蔽、微波吸收材料的设计、制备、构筑及应用领域的研究不断取得新的进展。通过探索对不同导电纳米材料及高分子聚合物的制备工艺，原创性地开发了一系列轻质、高效的电磁屏蔽材料;制备各向异性多孔状屏蔽材料，首次证明孔结构形状对屏蔽性能具有重要的影响; 提出归一化面比屏蔽效能SSE/t(材料屏蔽效能除以材料的厚度及密度)参数，为轻量化、高性能化的电磁屏蔽结构及材料设计提供参考。近年来，相关的研究工作发表SCI论文50余篇, 包括以第一作者或通讯作者发表在Nano-Micro Letters，Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., Adv. Sci., ACS Nano, Small, JMCA, Carbon, ACS AMI等著名国际前沿期刊，SCI论文引用2000余次，ESI高被引论文4篇，单篇最高引用500余次；受邀参加Elsevier出版社专著2章；申请、授权国际国内发明专利10余项。担任国际知名学术期刊Advanced Materials, Advanced Functional Materials, Small, Carbon, Composite Part A, Sensors, Nanomaterials等审稿人或客座编辑, 中国复合材料学会高级会员, 中国化学会会员，山东省复合材料学会会员，《包装工程》杂志首届青年编委委员；多次受邀参加相关领域国际国内学术会议的大会及主题报告。
Email: zhihui.zeng@sdu.edu.cn
赵善宇
本文通讯作者
瑞士联邦材料科学与技术国家实验室 高级研究员
主要研究领域：多孔材料气凝胶，及其热管理与传感应用。
简介：瑞士联邦材料科学与技术国家实验室功能材料系，永久职位高级研究员。主持或合作主持了瑞士联邦及欧盟多项项目。2012年以来以第一作者或通讯作者发表气凝胶相关主题论文60余篇，包括Nature、Chemical Society Reviews、Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Angewandte Chemie等高影响力期刊。近五年（2016年至今），论文被引用1600余次，近5年H-index 18。授权欧盟及国际发明专利3项。受邀担任高声誉期刊ASC Nano, Advanced Science, Progress in Materials Science, Chemistry of Materials, Nanoscale的审稿人。在最新再版的气凝胶手册（2022年版）中，作为主要编著者之一，负责“硅酸钠基气凝胶”，“生物聚合物-二氧化硅气凝胶纳米复合材料”和“气凝胶工业化”等章节的撰写工作。
Email: Shanyu.Zhao@empa.ch
相关进展
瑞士EMPA曾志辉团队《Adv. Sci.》：超细纳米纤维素CNF结合MXene构筑仿生、超轻、灵活可调且高效电磁屏蔽气凝胶
苏黎世联邦理工学院王京教授和瑞士材料科学联邦实验室赵善宇博士团队 AS：植物仿生制备太阳能被动气凝胶热蒸腾泵用于可挥发有机物降解
聊城大学战艳虎副教授和四川大学夏和生教授团队CEJ：轻质、隔热的橡胶基电磁屏蔽材料
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