微波4秒自修复！耐久稳定电磁屏蔽纺织品

2. 当防护层遭受物理或化学类刺激而被破坏时，仅通过微波加热约4秒即可实现自修复，进一步保护和延长织物的电磁屏蔽性能。

3. 借助电磁屏蔽材料微波加热效应，该方法可促进完成多次自修复，是一种潜在的普适性策略。

图1. (a) PPyn@POTS涂层织物的制备流程，(b-d) 涂层织物的多种功能，分别是电磁屏蔽，疏水自清洁，耐久与自修复。

图2. (a) 原棉纤维，(b, c) PPy@POTS涂层后纤维的SEM图；(d) PPy6@POTS涂层织物光学照片；(e) 元素分布图；(f) XPS谱图。

在PPy涂层织物表面沉积一层薄的POTS，对其导电性能影响非常小(图3a)。在经历100次循环机械作用后，PPy6@POTS涂层织物的导电性能依然保持稳定(图3b-d)，表明POTS薄层增强了涂层织物的电性能的稳定性。涂层织物不仅具有良好的导电性能，而且表现出优良的电磁屏蔽性能和电磁波吸收特性(图3f-g)。基于POTS的优良保护作用，PPy6@POTS织物在机械作用、水溶液作用下电磁屏蔽性能依然表现出较好的稳定性，但仍存在一定的下降趋势(图3h, i)。

图3. (a) POTS涂层前后织物的表面电阻；(b-d) 弯曲、扭转和胶带粘贴后织物的表面电阻变化；(e) POTS涂层前后织物的电磁屏蔽效能；(f, g) 电磁屏蔽因子及吸收率、反射率和透波率系数；(h, i) 机械作用、化学作用时涂层织物电磁屏蔽性能变化。

PPyn@POTS涂层织物的水接触角随着PPy的沉积次数(n)增加而增加，并达到了超疏水的效果(图4a)，展现出疏水自清洁的效果(图4b)。这一超疏水特性有助于抵御外界液体入侵织物内部，并保持其优异的超疏水性能(图4c)，进而对涂层织物的导电性能和电磁屏蔽性能起到一定的保护作用(图4d, e)，但是随着浸泡时间的延长，其导电及电磁屏蔽性能呈现下降趋势。

图4. POTS对涂层织物的保护作用。(a) 水接触角；(b) 自清洁；(c) 在不同溶液中浸泡后的水接触角和(d) 表面电阻；(e) 酸性及碱性环境中浸泡后织物的电磁屏蔽效能。

IV POTS涂层的快速修复与电磁屏蔽耐久性

除了研究超疏水的自修复，进一步研究了自修复后织物电磁屏蔽性能的变化，结果表明自修复后织物的电磁屏蔽性能变化很小(图6a, b)，说明POTS的自修复对PPy导电层具有优异的保护作用，进而提升织物电磁屏蔽性能的耐久性。相比于其他的自修复方式，本文采用的微波辐射的方法在修复时间上具有明显的优势，时间至少缩短10倍(图6c)。

图5. 微波加热作用下涂层织物的快速自修复。(a) 自修复机理；(b) PPy涂层纱线截面模型；(c) 微波加热4s后纱线截面模拟温度图；(d) 微波加热4s后红外温度谱图；(e) 实验与模拟温度图；(f) 自修复前后水接触角图；(g)多次自修复与水接触角及修复效率的关系图。

图6. 耐久电磁屏蔽性能及与其他自修复方法的比较。(a-b) 电磁屏蔽效能与自修复次数的关系；(c) 与其他自修复方法的比较。