电磁屏蔽纸！超薄“三明治+梯度”结构的CNT/MXene/纳米纤维素复合材料

Wentao Cao, Chang Ma, ShuoTan, Mingguo Ma*, Pengbo Wan*, Feng Chen*

Nano-Micro Lett. (2019) 11: 72

https://doi.org/10.1007/s40820-019-0304-y

1 采用交替抽滤的策略，设计出具有梯度结构和“三明治结构”的超薄柔性碳纳米管/MXene/纳米纤维素三元复合纸。

▍内容简介 ▍

同济大学附属第十人民医院陈峰研究员课题组与北京林业大学马明国教授课题组、北京化工大学万鹏博研究员课题组合作，研制出具有梯度结构和“三明治结构”的超薄柔性碳纳米管/Ti3C2MXene/纳米纤维素三元复合电磁屏蔽纸 (CMT GS)。曹文涛博士生为论文的第一作者。

本文采用交替抽滤的策略，成功设计出具有多级结构、优异力学性能、高效电磁屏蔽性能的CNTs/Ti3C2 MXene/CNFs复合纸。通过调整不同组分的排列组合方式，研究了不同组分、不同内部结构对复合材料力学性能和电磁屏蔽性能的影响机理。

所得三元复合电磁屏蔽纸的导电性可达2506.6 S/m，拉伸强度可达97.9±5.0 MPa，拉伸断裂应变可达4.6±0.2%，电磁屏蔽性能最高可达38.4 dB。

本研究的开展有利于解决传统屏蔽材料厚度大、柔韧性差等问题，将生物质纳米纤维素与碳纳米管和MXene进行复合，并引入其他功能性材料和独特的结构设计，对于开辟纳米纤维素功能化和高值化利用，拓展MXene电磁屏蔽材料的应用领域具有重要的参考价值。

CNTs的加入会使CNTs/Ti3C2 MXene (CM) 层的截面呈现波浪状起伏结构，并引入很多裂缝状微孔，从而增加其复合层的比表面积，如图2所示。所制备的CMC GS复合纸具有明显的梯度结构和“三明治”结构。

机械性能测试结果表明，CNFs的加入会明显提升复合材料的力学性能，其中CMT GS复合纸拉伸强度可达97.9±5.0 MPa，拉伸断裂应变可达4.6±0.2%。并且在弯曲过程中，CMT GS复合纸的导电性基本不变。