韩国Soo-Jin Park教授团队：微/宏观结合构制高柔性杂化环氧树脂基电磁屏蔽复合材料

Highly Flexible Fabrics/Epoxy Composites with Hybrid Carbon Nanofillers for Absorption-Dominated Electromagnetic Interference Shielding

Jong-Hoon Lee, Yoon-Sub Kim, Hea-Jin Ru, Seul-Yi Lee*, Soo-Jin Park*

Nano-Micro Letters (2022)14: 188

https://doi.org/10.1007/s40820-022-00926-1

SEM照片(图1a-c)可以看出，SWCNT/rGO吸附在PF表面，且随着杂化碳纳米填料中SWCNT用量的增加，SWCNT出现明显团聚现象。FT-IR谱图中波数在1238 cm⁻¹和1093 cm⁻¹的特征峰分别对应于C-H键和C-O键的伸缩振动，表明在制备SWCNT/rGO杂化碳纳米材料的过程中形成了sp³杂化缺陷。拉曼光谱中D峰和G峰的比值(ID/IG)也即是碳材料中sp³杂化和sp²杂化数量之比，用于表征材料的缺陷程度。S-2/G/PF更高的ID/IG数值主要归因于SWCNT用量的增多，引入更多的缺陷。XRD谱图也证实了SWCNT/rGO制备过程中的晶型结构变化。

图1. (a-c) G/PF、S-2/G/PF、S-4/G/PF纤维的SEM照片(比例尺：10 μm)；(d) 傅里叶变换红外光谱；(e) 拉曼光谱；(f) XRD谱图。

II 杂化碳纳米填料负载聚酯纤维/环氧树脂复合材料的界面性能

PF/Ep复合材料的表面能、粘附功、平面应变断裂韧度和应变能释放率均随杂化碳纳米填料中SWCNT用量的增加先提高后降低，当SWCNT质量分数为2%时最大，主要归因于SWCNT和rGO交织构成的三维分层结构促进界面相互作用。

图2. (a) 表面能；(b) 粘附功；(c) 平面应变断裂韧度；(d) 应变能释放率。

III 杂化碳纳米填料负载聚酯纤维/环氧树脂复合材料的电性能

图3. (a) 电导率；(b) 循环弯折电导率。

IV 杂化碳纳米填料负载聚酯纤维/环氧树脂复合材料的电磁屏蔽性能

PF/Ep复合材料的电磁屏蔽性能随杂化碳纳米填料中SWCNT用量的增加先提高后降低，当SWCNT质量分数为2%时最大，为40.1 dB。此时吸收和反射效能分别为38.9 dB和1.2 dB，吸收系数约为0.7，表明PF/Ep复合材料的电磁屏蔽是以吸收为主。

图4. (a) 电磁屏蔽效能；(b) 8.2 GHz下的反射效能和吸收效能；(c) 8.2 GHz下的电磁屏蔽系数能对比；(d) 电磁屏蔽效。

V 杂化碳纳米填料负载聚酯纤维/环氧树脂复合材料的电磁屏蔽机理

入射电磁波被材料吸收和反射，进而实现电磁波屏蔽的目的。SWCNT/rGO的高电导率有利于电磁波屏蔽性能的提升。此外，SWCNT/rGO网络的多级结构有利于电磁波的多重反射，提供更多的界面提高界面性能。而且，PF骨架的孔结构也能促进入射电磁波的损耗。

图5. (a) 电磁波传播示意图；(b) PF骨架中的电磁波吸收示意图；(c) 电磁波在SWCNT/rGO和Ep界面处的多重反射示意图。

作者简介

Soo-Jin Park
本文通讯作者韩国仁荷大学 教授

▍主要研究领域
聚合物基功能复合材料，材料界面科学，固体表面物理化学。
▍主要研究成果韩国仁荷大学化学系教授，发表SCI论文1200余篇，被引用37000余次，H-index学术指数是86，授权发明专利230余项。荣获2021年高被引科学家、韩国工业化学会优秀论文奖、大韩民国政府总理奖等荣誉。▍Email：sjpark@inha.ac.kr

撰稿：《纳微快报(英文)》编辑部

编辑：《纳微快报(英文)》编辑部