随著(zhe)現代電子工業的快速發(fā)展，各種(zhǒng)高集成(chéng)和高功率無線通信系統和電子器件數量急劇增加，導緻電磁幹擾和電磁污染問題日益突出，不僅在通信領域中對(duì)信号的産生、傳播和接收造成(chéng)了極大的影響，而且給人類社會的生産與生活，尤其是人類身體健康帶來了不容忽視的危害。聯合國(guó)人類環境會議早在1969年就將(jiāng)電磁輻射列爲繼水、大氣、噪聲污染之後(hòu)的第四大公害。電磁屏蔽材料是一類能(néng)夠通過(guò)吸收和反射等方式來衰減電磁波能(néng)量傳播以有效抑制電磁幹擾和污染的功能(néng)材料。中國(guó)科學(xué)院甯波材料技術與工程研究所高分子事(shì)業部鄭文革研究員團隊一直緻力于高效電磁屏蔽材料的開(kāi)發(fā)，前期已經(jīng)在電磁屏蔽材料的制備以及性能(néng)的研究方面(miàn)取得一系列進(jìn)展。近期，該團隊又在新型電磁屏蔽材料的設計和制備方面(miàn)取得進(jìn)展。

　　（1）戶外全天候電子設備如信号站、戶外電磁裝置等，電磁屏蔽材料除了需滿足“高效、輕質、低反射”的要求外，對(duì)其它性能(néng)如防腐、自清潔性能(néng)也提出了新的期望。以電磁屏蔽材料爲基礎構建超疏水表面(miàn)，不僅能(néng)有效防止空氣中酸性介質滲入，提高抗腐蝕能(néng)力，還(hái)可以賦予其自清潔功能(néng)。因此，系統、科學(xué)地對(duì)電磁屏蔽材料進(jìn)行結構設計，開(kāi)展具有超疏水表面(miàn)新型多功能(néng)電磁屏蔽材料的研究，對(duì)相關電子設備的安全長(cháng)效使用具有重要的現實意義。研究人員以具有低表面(miàn)能(néng)的聚偏氟乙烯（PVDF）作爲基體，選擇石墨烯和多壁納米碳管作爲複合導電填料，并通過(guò)水蒸氣誘導相分離方法在具有粗糙表面(miàn)結構的聚酯基無紡布上面(miàn)制備得到了具有超疏水表面(miàn)多孔聚合物複合材料（如圖1）。石墨烯和多壁納米碳管可以在PVDF基體中形成(chéng)有效的導電網絡，具有粗糙表面(miàn)結構的聚酯基無紡布以及墨烯和多壁納米碳管、球晶結構微孔結構的存在可以在PVDF表面(miàn)共同構造多級粗糙結構。所制備的聚合物複合材料具有優異的屏蔽效能(néng)（～28.5dB），以及超疏水特性（接觸角高達155°左右）；同時該聚合物複合材料在長(cháng)時間的紫外照射下任具有很好(hǎo)的性能(néng)穩定性。相關結果發(fā)表于國(guó)際期刊Composites Science and Technology, 2018, 158, 86-93。

　　（2）生物質是一種(zhǒng)環境友好(hǎo)的可持續和可再生資源，某些生物質通過(guò)碳化可以獲得具有理想電磁屏蔽性能(néng)的多孔碳材料，但直接使用原始生物質作爲碳化前體可能(néng)會限制最終材料的結構多樣(yàng)性。實際上，生物質材料可以加工成(chéng)具有不同結構的各種(zhǒng)生物基衍生物産品，并且它們可以适用于構建具有高性能(néng)的新型電磁屏蔽材料。研究人員簡單地通過(guò)木漿織物的碳化來制備高導電宏觀碳網格（MCG）材料（如圖2），所得到的樣(yàng)品在厚度爲～0.3mm左右不僅表現出優異的屏蔽效能(néng)（～20.3-45.5dB）（與其碳化溫度呈正相關或與其網格尺寸呈負相關），而且由于網格的存在，具有透光率在～15％-56％之間半透明特性。此外，雙層MCG材料可以在恒定厚度下通過(guò)微小平移運動改變網格的交錯度來方便地調節材料的屏蔽性能(néng)，對(duì)可調電磁波衰減器件的設計具有參考意義。相關結果發(fā)表于國(guó)際期刊Carbon, 2018, 139, 271-278。

　　上述工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（51603218、51473181、51573202）的大力資助。

圖1 具有超疏水表面(miàn)多孔聚合物複合材料的制備過(guò)程示意圖

圖2 高導電宏觀碳網格（MCG）材料的制備過(guò)程示意圖

　　（高分子事(shì)業部 沈斌）