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南京工业大学《IECR》:有效且可扩展法制备导电石墨烯薄膜,用于高性能电磁干扰屏蔽
出处:材料分析与应用  录入日期:2022-06-21  点击数:47

  1成果简介
  轻便、灵活和高强度的电磁干扰 (EMI) 屏蔽材料具有高屏蔽效率 (SE) 是便携式/可穿戴电子产品的理想选择。本文,南京工业大学燕克兰 副教授、暴宁钟教授等研究人员在《 Ind. Eng. Chem. Res.》期刊发表名为“Ultrathin Flexible Graphene Film for High-Performance Electromagnetic Interference Shielding via Infrared-Assisted Rapid Thermal Shock Exfoliation”的论文,研究通过红外辅助快速热冲击剥离有效合成高度对齐的导电石墨烯薄膜。得益于其具有均匀高效热场的非接触式热辐射加热,气体可以从氧化石墨烯薄膜中快速产生。这导致层间压力急剧增加,从而形成介孔层间结构,可以将其压缩成致密的薄膜,从而提高电导率和机械强度。1500°C的相对低温处理修复了石墨烯片中的部分缺陷,并得到超薄的(约10μm)石墨烯薄膜,具有显著的高导电性约1500 S cm–1,在X波段具有 52 dB的高EMI SE,以及高达160MPa的高抗拉强度。这种节省时间的制造工艺使石墨烯薄膜成为实际 EMI 屏蔽应用的竞争候选者。
  2图文导读 

 

  图1. (a) 石墨烯薄膜的制造过程示意图。微观结构和表面官能团的演变。(b) GOF、(c) EGF、(d) 未压制的 EGF1500 和 (e) 压制的 EGF1500 的横截面 SEM 图像。

 

  图2. (a) XRD 图案,(b) XPS 测量光谱,(c) C 1s 光谱,和 (d) GOF、EGF、EGF1500 和TGF样品的拉曼光谱。

 

  图3. (a) EGF、EGF1500 和 TGF 样品的 N 2吸附等温线。(b) 从N2吸附等温线数据获得的孔径分布。(c) EGF和(d) TGF的横截面SEM图像。(e)EGF的热冲击剥离和TGF的直接热处理的不同形成机制的示意图。

 

  图4. (a) 不同厚度的 EGF1500 和 TGF 的电导率和薄层电阻。(b)不同厚度的 EGF1500 的SE T。(c)EGF在不同退火温度下的电导率和薄层电阻。(d) EGF 在不同退火温度下的SE T。(e)不同厚度的 EGF1500 的SE A和 SE R。(f) EGF 在不同退火温度下的SE A和 SE R。

 

  图5. 石墨烯薄膜的机械性能。(a) GOF 和 EGF1500 的抗拉强度。(b) GOF、EGF1500(插图显示 EGF1500 是柔性和可折叠的)和 (c) TGF 的典型应力-应变曲线。
  3小结
  总之,本文开发了一种有效且可扩展的策略来制造具有高导电性和出色 EMI 屏蔽性能的石墨烯薄膜。上述结果为轻质柔性石墨烯薄膜在EMI屏蔽中的应用铺平了道路。
  文献:

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