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  隨著現(xiàn)代電子通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展，尤其是5G技術(shù)的廣泛應(yīng)用，無(wú)處不在的電磁輻射對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中的大量精密電子設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了嚴(yán)重的安全隱患。更為嚴(yán)重的是，電磁輻射的泛濫對(duì)人類的生命健康已經(jīng)構(gòu)成了不可忽視的威脅。為了解決電磁輻射造成的嚴(yán)重挑戰(zhàn)，電磁屏蔽材料的應(yīng)用已經(jīng)成為最佳的解決方案。然而現(xiàn)有的電磁屏蔽材料多以傳統(tǒng)金屬材料為主，受限于其密度大，加工難度高等缺點(diǎn)其難以被應(yīng)用在對(duì)體積及重量有高要求的精密電子設(shè)備中；更重要的是，傳統(tǒng)金屬材料不具備柔性難以被應(yīng)用在柔性電磁屏蔽領(lǐng)域。隨著近年來(lái)對(duì)具備室溫流動(dòng)性的鎵金屬和鎵基合金液態(tài)金屬材料的研究逐步深入，其在柔性電磁屏蔽材料領(lǐng)域已經(jīng)表現(xiàn)出了相當(dāng)?shù)臐摿�。然而，現(xiàn)有的鎵基液態(tài)金屬電磁屏蔽材料普遍需要與絕緣的聚合物基材共混，以得到具備一定機(jī)械強(qiáng)度的可實(shí)際應(yīng)用的電磁屏蔽材料，這無(wú)疑會(huì)導(dǎo)致鎵基液態(tài)金屬本征超高電導(dǎo)率（＞1×10⁶S/m）的損失，進(jìn)而導(dǎo)致電磁屏蔽性能無(wú)法達(dá)到最佳的水平。因此使用一種本身也具備超高電導(dǎo)率的基材來(lái)構(gòu)建液態(tài)金屬柔性復(fù)合材料，是提升液態(tài)金屬柔性電磁屏蔽復(fù)合材料性能的關(guān)鍵。另外隨著電磁屏蔽材料應(yīng)用場(chǎng)景日趨復(fù)雜化，電磁屏蔽材料在極限環(huán)境中的屏蔽效率穩(wěn)定性亦成為衡量電磁屏蔽材料性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。

超潤(rùn)滑石墨烯/液態(tài)金屬層狀異質(zhì)納米復(fù)合材料的構(gòu)筑 

S-rGO/LM薄膜的導(dǎo)電性能和電磁屏蔽性能 

  S-rGO/LM復(fù)合薄膜的超潤(rùn)滑特性使其在不同嚴(yán)苛化學(xué)環(huán)境中均表現(xiàn)出了超強(qiáng)的電磁屏蔽性能保持率，其在1M氫氧化鈉溶液、1M鹽酸溶液、1M高錳酸鉀溶液、1M硫酸銅溶液，和實(shí)際海水中浸泡48小時(shí)后，其電磁屏蔽效率均保持在70 dB以上。得益于材料的良好熱穩(wěn)定性，該材料在長(zhǎng)時(shí)間放置于極限溫度環(huán)境后，其電磁屏蔽效率保持在75 dB以上，其穩(wěn)定工作溫度區(qū)間范圍達(dá)-65℃—200℃，同時(shí)該材料在直接抵抗明火燃燒1分鐘后，其電磁屏蔽效率依舊保持在50 dB以上。S-rGO/LM薄膜還表現(xiàn)出了超強(qiáng)的機(jī)械磨損耐受性，在抵抗300 W功率超聲1小時(shí)后其電磁屏蔽效率穩(wěn)定在70 dB，其在2000次循環(huán)彎折試驗(yàn)后電磁屏蔽效率亦未發(fā)生顯著下降。 

  S-rGO/LM薄膜除了具有出色的電磁屏蔽性能外，還具備優(yōu)秀的熱管理性能，可以用作高性能光熱轉(zhuǎn)化器和焦耳加熱器。S-rGO/LM薄膜在1個(gè)太陽(yáng)光照功率（100 mW/cm²）下表面溫度在40 s內(nèi)可達(dá)47.5 ℃，其在1.75 V的超低驅(qū)動(dòng)電壓下其表面溫度可在10 s內(nèi)達(dá)到179 ℃的超高值。得益于S-rGO/LM納米復(fù)合材料出色的光熱和焦耳熱性能，結(jié)合材料優(yōu)異的超潤(rùn)滑特性，其具備良好的除冰、融雪能力，在-15 ℃的低溫環(huán)境下，其在44 s內(nèi)可以融化并去除凍結(jié)的冰塊，在150 s內(nèi)可完全融化并去除覆蓋于其上的雪堆。此外，在1個(gè)太陽(yáng)光照功率下，其表面在-15 ℃的環(huán)境中可長(zhǎng)時(shí)間保持不結(jié)冰。更為重要的是，在經(jīng)歷40次融雪過(guò)程循環(huán)后，其電磁屏蔽性能幾乎無(wú)衰減，表明S-rGO/LM薄膜在低溫地區(qū)作為電磁屏蔽和抗結(jié)冰/除冰雙功能材料應(yīng)用的巨大前景。 

  北京航空航天大學(xué)衡利蘋研究員課題組構(gòu)筑了一種具備環(huán)境穩(wěn)定高電磁屏蔽性能的還原氧化石墨烯/液態(tài)金屬異質(zhì)層狀納米復(fù)合材料。S-rGO/LM薄膜在內(nèi)部厚度僅為33微米時(shí)，電磁屏蔽性能可達(dá)80 dB,在67微米時(shí)高達(dá)100 dB。同時(shí)該材料在抵抗各種嚴(yán)苛環(huán)境后，其電磁屏蔽效率保持在70 dB以上，表現(xiàn)出了良好的電磁屏蔽穩(wěn)定性。此外，該材料還具備良好的光熱/焦耳加熱能力，可以被應(yīng)用于抗結(jié)冰/除冰領(lǐng)域。S-rGO/LM納米復(fù)合材料有望成為一種可靠的高性能電磁屏蔽材料，具有應(yīng)對(duì)復(fù)雜場(chǎng)景的能力，在柔性穿戴設(shè)備、軍事裝備和航空航天領(lǐng)域顯示出巨大的潛力。

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c02975

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