DOI: 10.1002/adma.201908496
為了解決電磁輻射污染問題，迫切需要超薄、輕質、柔性的電磁干擾（EMI）屏蔽材料。有效利用屏蔽層的微觀結構進行設計至關重要，但最大限度地降低材料消耗的同時最大限度地提高EMI屏蔽效能（SE）仍然是一個巨大的挑戰。在此，基于電紡聚合物納米纖維上易于沉積的聚多巴胺輔助金屬（銅或銀）設計了新型微孔膜。這些膜可以有效地利用金屬和聚合物納米纖維的高連接微孔結構，以及它們之間的相互作用，以獲得優異的導電性、機械柔性和超高的電磁干擾屏蔽性能。在膜厚僅為2.5μm，密度為1.6 g cm-3時，EMI SE在超寬帶頻率范圍內達到53 dB以上，最低厚度為1.2μm時達到44.7 dB。歸一化的特定SE高達232860 dB cm2 g-1，大大超過了以往報道的其它屏蔽材料。此外，該膜還具有抗菌、防水、透氣性好、抗機械變形能力強、低壓均勻加熱等綜合功能，為進一步開發利用新型高分子材料提供了廣闊的應用前景。
圖1.a）微孔膜中銅包裹的納米纖維的SEM和AFM（高度比例尺為0-240 nm）圖像。b）膜的橫截面SEM圖像。c）由高連接銅包裹的聚合物（pDA預涂尼龍）納米纖維組成的微孔膜的示意圖和微結構。d）大面積（4×7 cm2），柔性導電膜的照片。e）即使膜高度起皺，LED仍會持續發光。f）在低驅動電壓（1 V）下，膜具有均勻的電熱行為（溫度范圍為22.5-31.0℃）。g，h）不具有（g）和具有（h）銅層的微孔膜的接觸角。i，j）純聚合物納米纖維膜（i）和銅包裹的聚合物納米纖維膜（j）對大腸桿菌的典型抗菌性能（綠點對應于活細菌，紅點對應于死細菌）。
圖2.基于銅包裹的聚合物納米纖維的微孔膜的EMI屏蔽性能。a）微孔膜在X波段中的EMI SE、b）電導率和密度以及c）EMI屏蔽機理。d）在10 GHz下，具有不同反應持續時間的銅納米纖維的EMI屏蔽性能。e）不同厚度的銅納米纖維在X波段中的EMI SE（2 h反應）。f）與銅納米纖維的實驗測量值相比，在整個X波段頻率范圍內的屏蔽性能的理論計算。g）超寬帶頻率范圍內的銅納米纖維的EMI SE，以及在1000次循環彎曲之前和之后的膜的X波段EMI SE。h）銀包裹的尼龍聚合物納米纖維（Ag NMs）在5.0和2.5 μm的厚度下的EMI屏蔽性能（SET，SEA和SER）。i）不同厚度的銅包裹PVDF聚合物納米纖維膜（Cu-PVDF NMs）的EMI SE。
圖3.銅納米纖維屏蔽性能與其它屏蔽材料的比較：a）具有不同密度的材料的SE/d值，以及b）具有不同厚度的材料的SSE值。
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