灵活的固体-液体纳米复合材料具有高表面电阻,可有效屏蔽电磁干扰和散热
Yue Sun1, Tinglei Dong1, Ziyuan Chai1
1Key Laboratory of Bio-Inspired Smart Interfacial Science and Technology of Ministry of Education, School of Chemistry, Beihang University, 100191 Beijing, P. R. China. henglp@buaa.edu.cn.
Materials horizons
|May 12, 2025
概括
一种新的纳米复合材料为电子产品提供电绝缘,电磁干扰 (EMI) 屏蔽和散热. 这种材料将化和MXene与液体金属集成到PBO纳米纤维矩阵中,克服了设计冲突.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 电气工程 电气工程
背景情况:
- 电子产品的小型化增加了功率密度,导致短路,电磁干扰 (EMI) 和热积累等挑战.
- 具有集成EMI屏蔽和散热的电绝缘材料对于先进的电子设备至关重要.
- 一个关键的挑战是平衡电绝缘与EMI屏蔽和导热的连续路径.
研究的目的:
- 开发一种新的纳米复合材料,提供电绝缘,EMI屏蔽和散热.
- 为了克服电气绝缘与EMI屏蔽和热管理的导电路径的需求之间的内在冲突.
- 创建一个强大的材料,适合要求高的电子,航空航天和国防应用.
主要方法:
- 化纳米板桥接液体金属 (BLM) 和MXene桥接液体金属 (MLM) 网络的顺序集成.
- 将这些网络纳入聚乙比索 (PBO) 纳米纤维矩阵中,形成一个三明治结构的纳米复合材料 (S-PBLM/MLM).
- 电绝缘,EMI屏蔽,导热率,机械强度和在恶劣条件下的稳定性的特征.
主要成果:
- 该S-PBLM/MLM纳米复合材料实现了高电绝缘 (体积电阻:1.9 × 10^13 Ω cm,故障电压:139 kV mm^-1).
- 证明了有效的EMI屏蔽 (68.2dB在25μm厚度) 和卓越的平面内导热率 (50.3W m^-1 K^-1).
- 在暴露于机械磨损,湿度,超声波,极端温度,热冲击和烧伤后,表现出稳定的性能,以及高机械强度 (拉伸强度:252.6 MPa,性:8.8 MJ m^-3).
结论:
- 开发的三明治结构纳米复合材料成功地将电绝缘与EMI屏蔽和散热相结合.
- 该材料表现出了显著的稳定性和机械强度,使其适用于极端环境.
- 这种S-PBLM/MLM纳米复合材料在现代电子,航空航天和国防工业中具有很大的应用潜力.
