液体金属

中科院深圳先进院开发出高性能柔性液态金属

发布时间:2024/10/16 13:05:18   

据中国科学院深圳先进技术研究院消息,近日,中科院深圳先进院、深圳先进电子材料国际创新研究院孙蓉团队在ChemicalEngineeringJournal期刊上发表研究成果,硕士生廖思远为论文第一作者,万艳君副研究员和朱朋莉研究员为共同通讯作者。

柔性、高效电磁屏蔽材料在电子器件,信息通讯等领域具有重要意义,传统金属屏蔽材料,包括金属框、金属板和金属网等都受刚性大和不易弯折等缺点限制。

为此,研究人员选取柔性的液态金属(LiquidMetal,LM)为填料、纤维素纳米纤维(CelluloseNanofiber,CNF)为基体,利用LM优异的流动性,在剪切力作用下,LM被分散成小液滴,其表面与空气接触会被氧化生成绝缘的氧化镓壳,同时与富含-OH和-COOH的CNF相互作用,经冷冻干燥形成稳定的LM/CNF复合物。

通过机械压膜,相互隔离和绝缘的LM液滴被挤破重新形成导电通路,获得了具有层间结构的LM/CNF复合屏蔽膜。具有多层电子传输路径的LM/CNF复合膜电导率高达S/m,在4-18GHz的宽频范围内,电磁屏蔽效能高达65dB(μm)。oC热处理8小时后,电磁屏蔽效能依然保持稳定。采用建模仿真,进一步证实LM/CNF复合膜以反射损耗为主的屏蔽机理,这与实验结果一致。

此外,在前期工作中,研究团队设计制备了一系列高效、轻质、柔性的电磁屏蔽材料,并对相关电磁屏蔽机理进行了深入的探讨。开展的工作包括超高强度致密化碳纳米管薄膜,轻质、耐腐蚀的碳包覆银纳米线杂化海绵屏蔽材料,以及具有高化学稳定性的MXene屏蔽材料等,为新型屏蔽材料的发展提供了有力的理论与技术支撑。

相关工作得到了科技部重点研发专项、广东省基础与应用基础研究基金、深圳先进院优秀青年基金等项目的资助。

图(a)LM/CNF复合薄膜的制备流程图;(b)LM/CNF复合薄膜具有优异的电磁屏蔽效能;(c)LM/CNF复合薄膜的电磁屏蔽仿真结果。



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