基于乳液的多尺度结构设计实现了轻量级和超弹性的石墨烯气凝,用于电磁干扰屏蔽
Yiman Zhang1, Peng Min1,2, Guoyao Yue1
1State Key Laboratory of Organic-Inorganic Composites, College of Materials Science and Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing, 100029, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|September 3, 2024
概括
超轻的石墨烯气凝是使用一种新乳液方法创建的,实现了高电导率和超弹性. 这些先进的材料提供了出色的电磁干扰屏蔽和可编程3D结构.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 具有高导电性和超弹性的超轻型石墨烯气凝是非常理想的,但其生产具有挑战性.
- 现有的方法往往难以平衡密度,导电性,弹性和结构完整性.
研究的目的:
- 开发一种基于乳液的多功能方法,以优化轻质,弹性和导电性石墨烯气凝的多尺度结构.
- 为了在石墨烯气凝中获得增强的机械和电磁干扰 (EMI) 屏蔽性能.
主要方法:
- 使用石墨烯氧化物 (GO),聚胺酸 (PAA) 和八甲基胺 (ODA) 构建了一个皮克林乳液.
- 利用热化来创建微米级孔隙结构和由于GO-PAA热收缩不匹配而导致的纳米纹.
- 采用3D打印,利用乳液的凝状形学,以创建具有可编程几何形状的支架.
主要成果:
- 实现了超轻的石墨烯气凝,密度约为3.0毫克厘米-3.3毫克.
- 集成优异的电导率,空气级隔热,高EMI屏蔽效率 (75.0dB) 和90%的应变压缩性,具有出色的耐疲劳性.
- 通过3D打印证明了通过3D打印创建具有可编程几何形状的超轻石墨烯支架的能力.
结论:
- 基于乳液的方法为制备超轻和超弹性石墨烯气凝提供了总体策略.
- 由此产生的气凝具有出色的机械性能和EMI屏蔽,表明了广泛的应用潜力.
- 这种方法可以制造具有可调节结构和功能的先进石墨烯材料.
