隨著現(xiàn)代電子工業(yè)的快速發(fā)展，各種高集成和高功率無線通信系統(tǒng)和電子器件數(shù)量急劇增加，導(dǎo)致電磁干擾和電磁污染問題日益突出，不僅在通信領(lǐng)域中對(duì)信號(hào)的產(chǎn)生、傳播和接收造成了極大的影響，而且給人類社會(huì)的生產(chǎn)與生活，尤其是人類身體健康帶來了不容忽視的危害。聯(lián)合國人類環(huán)境會(huì)議早在1969年就將電磁輻射列為繼水、大氣、噪聲污染之后的第四大公害。電磁屏蔽材料是一類能夠通過吸收和反射等方式來衰減電磁波能量傳播以有效抑制電磁干擾和污染的功能材料。中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所高分子事業(yè)部研究員鄭文革團(tuán)隊(duì)一直致力于高效電磁屏蔽材料的開發(fā)，前期已經(jīng)在電磁屏蔽材料的制備以及性能的研究方面取得一系列進(jìn)展。近期，該團(tuán)隊(duì)又在新型電磁屏蔽材料的設(shè)計(jì)和制備方面取得進(jìn)展。

（1）戶外全天候電子設(shè)備如信號(hào)站、戶外電磁裝置等，電磁屏蔽材料除了需滿足“高效、輕質(zhì)、低反射”的要求外，對(duì)其它性能如防腐、自清潔性能也提出了新的期望。以電磁屏蔽材料為基礎(chǔ)構(gòu)建超疏水表面，不僅能有效防止空氣中酸性介質(zhì)滲入，提高抗腐蝕能力，還可以賦予其自清潔功能。因此，系統(tǒng)、科學(xué)地對(duì)電磁屏蔽材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，開展具有超疏水表面新型多功能電磁屏蔽材料的研究，對(duì)相關(guān)電子設(shè)備的安全長效使用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。研究人員以具有低表面能的聚偏氟乙烯（PVDF）作為基體，選擇石墨烯和多壁納米碳管作為復(fù)合導(dǎo)電填料，并通過水蒸氣誘導(dǎo)相分離方法在具有粗糙表面結(jié)構(gòu)的聚酯基無紡布上面制備得到了具有超疏水表面多孔聚合物復(fù)合材料（如圖1）。石墨烯和多壁納米碳管可以在PVDF基體中形成有效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，具有粗糙表面結(jié)構(gòu)的聚酯基無紡布以及墨烯和多壁納米碳管、球晶結(jié)構(gòu)微孔結(jié)構(gòu)的存在可以在PVDF表面共同構(gòu)造多級(jí)粗糙結(jié)構(gòu)。所制備的聚合物復(fù)合材料具有優(yōu)異的屏蔽效能（～28.5dB），以及超疏水特性（接觸角高達(dá)155°左右）；同時(shí)該聚合物復(fù)合材料在長時(shí)間的紫外照射下仍具有很好的性能穩(wěn)定性。相關(guān)結(jié)果發(fā)表于國際期刊Composites Science and Technology, 2018, 158, 86-93。

（2）生物質(zhì)是一種環(huán)境友好的可持續(xù)和可再生資源，某些生物質(zhì)通過碳化可以獲得具有理想電磁屏蔽性能的多孔碳材料，但直接使用原始生物質(zhì)作為碳化前體可能會(huì)限制最終材料的結(jié)構(gòu)多樣性。實(shí)際上，生物質(zhì)材料可以加工成具有不同結(jié)構(gòu)的各種生物基衍生物產(chǎn)品，并且它們可以適用于構(gòu)建具有高性能的新型電磁屏蔽材料。研究人員簡單地通過木漿織物的碳化來制備高導(dǎo)電宏觀碳網(wǎng)格（MCG）材料（如圖2），所得到的樣品在厚度為～0.3mm左右不僅表現(xiàn)出優(yōu)異的屏蔽效能（～20.3-45.5dB）（與其碳化溫度呈正相關(guān)或與其網(wǎng)格尺寸呈負(fù)相關(guān)），而且由于網(wǎng)格的存在，具有透光率在～15％-56％之間半透明特性。此外，雙層MCG材料可以在恒定厚度下通過微小平移運(yùn)動(dòng)改變網(wǎng)格的交錯(cuò)度來方便地調(diào)節(jié)材料的屏蔽性能，對(duì)可調(diào)電磁波衰減器件的設(shè)計(jì)具有參考意義。相關(guān)結(jié)果發(fā)表于國際期刊Carbon, 2018, 139, 271-278。

上述工作得到了國家自然科學(xué)基金（51603218、51473181、51573202）的大力資助。

圖1、具有超疏水表面多孔聚合物復(fù)合材料的制備過程示意圖

圖2、高導(dǎo)電宏觀碳網(wǎng)格（MCG）材料的制備過程示意圖