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华南理工大学《ACS Omega》:多层碳纳米管薄膜/EUG复合薄膜,具有优异的电磁屏蔽性能和红外触发的形状记忆行为

材料分析与应用  · 公众号  ·  · 2024-12-04 16:32

正文


1 成果简介



随着环境保护压力的增大和石油资源的枯竭,杜仲胶(EUG)作为一种天然可再生、可降解的生物聚合物受到越来越多的关注。 本文, 华南理工大学 Bo-xing Zhang等研究人员在 《ACS Omega》期刊 发表名为“ Multilayer Carbon Nanotube Film/ Eucommia ulmoides Gum Composite Films with Excellent Electromagnetic Shielding Performance and Infrared-Triggered Shape Memory Behavior ”的论文, 研究 通过渗透和热压工艺制备了多层碳纳米管薄膜(CNF)/ Eucommia ulmoides gum 复合薄膜。 利用 EUG的弹性和CNF的比强度,复合薄膜的机械强度(最大拉伸应力达108.4 兆帕)比单独使用原始EUG和CNF时有了很大提高。 此外,用五层CNF和五次EUG溶液浸润制备的厚度为181μm 的复合薄膜在15.6GHz频率下可达到 88 dB 的最高总屏蔽效 能值 此外,当折叠复合膜暴露在红外光下时,它能迅速恢复到固定的永久形状,展示了令人着迷的红外触发形状记忆行为。 这项研究为CNF/EUG复合薄膜的制备提供了一种简便而通用的方法,有利于推动EUG材料的实际应用。

2 图文导读


图1.CNFaEUGb 复合薄膜的制备过程示意图。


图2.(A) 典型的拉伸应力-应变曲线和 (B) CNF1EUG0、CNF1EUG1、CNF1EUG3、CNF1EUG5 和 CNF1EUG7 的机械性能变化。


图3.CNF1EUG0、CNF1EUG5、CNF3EUG5 和 CNF5EUG5 的叶片切割横截面的 SEM 图像。


图4.(A) 入射电磁波衰减机制的示意图。(B) 多层 CNFaEUGb 复合膜的电磁屏蔽性能。


图5.(A) 红外触发的形状记忆行为的示意图。(B) 对照样本和 (C) CNF5EUG5 样本的红外触发形状记忆恢复过程。


图6.CNF5EUG5 恢复 0、20 和 40 次恢复循环后的电磁屏蔽性能。


3 小结


本研究通过浸润和热压技术成功制备了具有优异机械和电磁屏蔽性能以及红外触发形状记忆能力的多层 CNF/EUG 复合薄膜。CNF 层数和 EUG 溶液的浸润周期对复合薄膜的机械和电磁屏蔽性能有着至关重要的影响。引入CNF可以提高多层CNF/EUG复合薄膜的机械和电磁屏蔽性能。部分交联的EUG可以提高断裂伸长率,并赋予复合薄膜形状记忆特性。厚度为 80μm的 CNF3EUG5复合薄膜的最大拉伸应力为108.4MPa,SET 值高达70dB。随着CNF层数的增加,厚度为181μm 的 CNF5EUG5的SET值最高,达到88dB,但抗拉强度较低,仅为 92.6 MPa。由于光热转换效率高,CNF5EUG5 在红外光照射下显示出良好的形状记忆能力。这些CNF/EUG复合薄膜具有作为电磁屏蔽和红外触发形状记忆生物材料的巨大应用潜力。


文献:

https://doi.org/10.1021/acsomega.4c07453


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