范浩军教授团队功能超纤革相关论文发表Composites Part B:Engineering 上

点击数：10292021-09-08 15:54:47　来源: 四川大学 皮革化学与工程教育部重点实验室

    近期，教育部重点实验室主任范浩军教授、向均副研究员团队，受天然皮革材料的启发，利用超细纤维无纺布，仿生构建了一种内部具有多重界面的类皮革多孔材料（图1）。得益于该材料孔径大小和孔径分布的易调节性，该团队进一步将其与银纳米线和聚氨酯结合，成功制备了一种兼具超高电磁屏蔽效能及耐用性能的新型超纤合成革（图2），并以《 Leather-like hierarchical porous composites with outstanding electromagnetic interference shielding effectiveness and durability 》为题的论文发表在知名学术期刊 Composites Part B:Engineering 上。 


图1 超纤革多层级多孔材料的制备流程示意图

    电子设备的飞速发展给人类的生活带来极大的便利，但无处不在的电磁波会对人的身体健康造成危害，而且电磁波也会对一些精密仪器的正常运行造成不可忽视的干扰。电磁屏蔽材料在减轻电磁波污染方面发挥着至关重要的作用。相关研究表明，如何提高材料自身的电导率以及增强电磁波在材料内部的多重界面反射损耗，是赋予材料超高电磁屏蔽效能的关键。另外，屏蔽材料的耐用性、可裁剪性、轻质性也是决定其能否迈向实际应用的重要因素。 

    本文研究结果证实，该材料的高导电性及内部的多重界面（图3）显著提高了入射电磁波在导电仿生多孔材料内部的极化损耗，从而使其具有优异的电磁屏蔽效能（高达110 dB）。研究还发现，该复合材料经过超声波、强酸、强碱和砂纸磨损等物理化学刺激，屏蔽效能仍能保持在97%以上，显示出超强耐用性。值得注意的是，该复合材料还具有质轻、可剪裁性、可弯折等特性，该工作为制备具有高吸收损耗、耐用性强的可穿戴电磁屏蔽材料提供了新思路。


图2 兼具超高电磁屏蔽效能及耐用性能的超纤合成革基布的制备流程示意图


图3 超纤革多层级多孔结构的电磁屏蔽机理示意图

作者介绍：
    第一作者：李静，四川大学博士研究生，研究方向为功能材料和功能皮革。
    通讯作者：范浩军，四川大学教授，教育部重点实验室主任，博士生导师。主要研究方向：纳米材料与纳米制革技术，电磁屏蔽、阻燃、超疏水、防污等功能皮革。
    通讯作者：向均，四川大学副研究员，加拿大舍布鲁克大学博士，硕士生导师。主要研究方向：聚合物基微纳功能材料，高物性生物基高分子及其绿色制造技术。

论文信息：
    Li J, Cui MJ, Wen JT, Chen Y, Shi B, Fan HJ, Xiang J. Leather-like hierarchical porous composites with outstanding electromagnetic interference shielding effectiveness and durability. Compos B Eng,  2021, 225: 109272.
下载网址：
    https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2021.109272