【原】中原工学院纺织学院Hongying Yang等--轻质疏水性MXene装饰PP复合织物用于高效电磁干扰屏蔽

无线通信和电子设备的快速发展要求采取积极措施消除电磁辐射危害。基于层状组装策略，通过简单的溶液浸渍法将二维过渡金属(MXene)与PP基板结合，制备了基于MXene的具有多个功能层的复合织物。PP衬底赋予纯MXene膜一定的力学性能，PP表面的聚多巴胺修饰增强了衬底与MXene层的结合强度。含有硅的疏水性层赋予了导电织物疏水性，从而确保了MXene层在复杂环境中使用时导电性能的稳定性。结果表明:随着浸渍次数的增加，复合织物的导电性和电磁屏蔽效果(EMI SE)均增加。浸渍次数为3次时，复合织物的电导率为6.54 S/cm, EMI SE为32.57 dB。疏水处理后，复合织物的接触角为140.49。此外，平均电磁干扰SE和屏蔽效率仍然达到25.12 dB和99.69%。mxene复合材料具有良好的抗电磁干扰性能和良好的可弯曲性，是电子、航空航天和智能可穿戴设备的一种选择。

         

图1.a MXene纳米片的屏蔽机理;b MXene基复合导电织物的制备工艺;c-d MXene基复合织物的外观和扫描电镜(SEM);e-f MXene基复合织物的XPS曲线和电磁屏蔽效果。

图2. a-c LiF/HCl蚀刻前后Ti3AlC2的SEM图像;d MXene膜的表面润湿性;e LiF/HCl蚀刻前后Ti3AlC2的XRD曲线，f-g纯MXene膜的EMI屏蔽。

          图3. a-b PP改性前后的SEM图像;(a'-b ') PDA改性前后PP表面粗糙度的变化;(a”-b”)PDA修饰前后的纤维直径分布; c-d PP和PP@PDA织物的FT-IR和XRD曲线以及e-f PP和PP@PDA织物的接触角。

          图4. a-c ' PP@PDA@MXene-X导电织物的SEM图像; d-d ' PP@PDA@MXene-3复合织物疏水处理后的SEM图像和e复合织物的元素图: f PP@PDA@MXene-X和PP复合织物的粗糙度。

          图5. a-b PP@PDA@MXene疏水处理前后的接触角(CA);复合导电织物的c FT-IR光谱;d经不同功能层处理的复合织物的XRD光谱和e 复合织物的XPS光谱。

          图6 a复合织物的表面电阻;b复合织物的导电性和c PDMS疏水层阻碍电子传输的示意图。

          图7 a-dPP@PDA@ MXene-x和PP@PDA@MXene@PDMS复合织物的电磁屏蔽性能;e复合织物的SER、SEA和SET值;f SSE和SSE/t PP@PDA@MXene@PDMS复合织物;g PP@PDA@MXene@PDMS样品与其他报道文献的性能比较和h无线电力传输系统示意图。

 

          图8 a-b导电复合织物的电磁屏蔽机理;c PP@PDA@MXene@PDMS复合织物的红外热像和d复合织物的弯曲和折叠显示。

相关科研成果由中原工学院纺织学院Hongying Yang等人于2023年发表在Journal of Materials Science（https:///10.1007/s10853-023-08743-6）上。原文：Lightweight and hydrophobic MXene-decorated PPcomposite fabric inspired by rock for highly efficient electromagnetic interference shielding。

原文链接：https://link./article/10.1007/s10853-023-08743-6。