西北工业大学化学与化工学院发表有关智能电磁屏蔽复合材料的研究成果

2025年06月27日 10:27:02 人气: 18044 来源: 西北工业大学

　　【仪表网研发快讯】近日，西北工业大学顾军渭教授团队在Advanced Materials期刊在线发表题为《Direct-Ink-Writing Printed Aerogels with Dynamically Reversible Thermal Management and Tunable Electromagnetic Interference Shielding》的研究论文。

　　电磁屏蔽材料结构的可控设计及性能可调性对其性能稳定性及适用性至关重要。本文提出了引入吸湿性盐CaCl2以激活羧甲基纤维素(CMC)弹性行为的策略，并结合墨水直写(DIW)3D打印解决了传统电磁屏蔽材料结构设计精准性差和性能难以调控的瓶颈问题。以CaCl2交联的CMC(CCMC)为基体，通过逐层DIW 3D打印沉积得到蜂窝结构(Ti3C2Tx/Fe3O4/CCMC)–(AgNW/CCMC)气凝胶。蜂窝结构(Ti3C2Tx/Fe3O4/CCMC)–(AgNW/CCMC)气凝胶具有良好的压缩回弹性，可通过改变压缩应变来调控该气凝胶的电磁屏蔽性能。当打印填充密度为35%、Ti3C2Tx质量分数为40 wt%且气凝胶压缩应变为60%时，该气凝胶电磁屏蔽性能最佳(80 dB)。同时，该气凝胶具有优异的红外隐身特性，可满足高温目标长期红外隐身的应用需求。另外，该气凝胶在干冷/湿热的环境下可实现隔热(0.08 W·m−1·K−1)/导热(0.67 W·m−1·K−1)的可逆转换。本工作制备的具有可调电磁屏蔽性能和动态可逆热管理性能的多功能材料在恶劣环境防护、智能热伪装以及航空航天等领域展现出广阔的应用前景。

　　化学与化工学院张雅莉副教授为本文的第一作者，顾军渭教授和新加坡南洋理工大学周琨教授为本文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、陕西省自然科学基础研究计划项目、陕西省创新能力支撑计划项目、中央高校基本科研业务费专项资金等基金项目的资助支持。

　　图1 (Ti3C2Tx/Fe3O4/CCMC)–(AgNW/CCMC)气凝胶的制备流程示意图

图2 墨水的流变性能及气凝胶的微观形貌

　　图3 (Ti3C2Tx/Fe3O4/CCMC)–(AgNW/CCMC)气凝胶的电磁屏蔽性能

　　图4 (Ti3C2Tx/Fe3O4/CCMC)–(AgNW/CCMC)气凝胶的红外隐身性能

　　图5 (Ti3C2Tx/Fe3O4/CCMC)–(AgNW/CCMC)气凝胶的动态可逆热管理性能

关键词：电磁屏蔽,复合材料

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