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西北工業(yè)大學(xué)Qiang Song, Fang Ye和Hejun Li課題組--石墨烯和MXene納米材料:在千兆赫茲波段范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高性能電磁波吸收
        尋找先進(jìn)的微波吸收(MA)納米材料是解決軍事和民用領(lǐng)域日益嚴(yán)重的電磁污染的最可行方法之一。為此,石墨烯和MXene由于其卓越的結(jié)構(gòu)和性能作為主要代表而贏得了廣泛的關(guān)注。諸如寬高比大、化學(xué)活性表面高以及合成工藝多樣等共同特征賦予石墨烯和MXene獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),可用于開(kāi)發(fā)高效MA結(jié)構(gòu),尤其是輕量級(jí)組件和各種混合動(dòng)力汽車。同時(shí),它們之間的結(jié)構(gòu)和性能差異(例如不同的電導(dǎo)率)會(huì)導(dǎo)致在其MA材料的設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用中采用獨(dú)特的技術(shù)。在此,對(duì)石墨烯基和MXene基MA材料的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述,重點(diǎn)是一般策略的進(jìn)展。此外,通過(guò)對(duì)石墨烯基和MXene基MA材料的比較,展示了它們?cè)趯?shí)現(xiàn)高性能MA方面的各自優(yōu)勢(shì)。此外,這些MA材料的未來(lái)挑戰(zhàn)、研究方向和前景也得到了強(qiáng)調(diào)和討論。
 
 
Figure 1. a)具有不同還原程度的RGO的RL。b)具有不同N摻雜含量的RGO的RL。c)RGO吸收劑含量不同的材料的介電常數(shù)及其對(duì)溫度的依賴性。
 

Figure 2. a)多孔繭狀RGO的制造過(guò)程示意圖。b)計(jì)算不同厚度樣品的RL,以及多孔R(shí)GO和類繭形RGO的阻抗匹配和頻率之間的關(guān)系。c)多孔繭狀RGO的MA機(jī)制的示意圖。
 

Figure 3. a)MWCNT/RGO雜化泡沫的制造過(guò)程示意圖以及具有不同RGO含量的TEM圖像。b)具有不同RGO含量和處理溫度的MWCNT/RGO混合泡沫的RL曲線。c)在2–18 GHz中,不同MA材料的平均吸收強(qiáng)度(AAI)與合格帶寬之間的關(guān)系。d)帶有或不帶有APTES的GA的制造過(guò)程示意圖。e–h)具有不同GO和APTES含量的GA的SEM圖像。i)GA50的RL值的等高線圖。
 

Figure 4. 不同時(shí)間下,在Si3N4晶粒上生長(zhǎng)ERG的TEM圖像:a)2分鐘,b)4分鐘,c)8分鐘。d)在以官能團(tuán)終止的石墨烯納米片上觀察到局部π電子。d,e)計(jì)算的以不同雜原子終止的石墨烯納米帶的電子帶結(jié)構(gòu)。多孔Si3N4陶瓷與ERG(f)和傳統(tǒng)CVD石墨烯(g)的RL曲線。在碳納米管上生長(zhǎng)ERG的SEM(h)和TEM(i)。j)CNT泡沫和ERG裝飾的CNT泡沫的電磁屏蔽效率。
 

Figure 5. a)通過(guò)改變反應(yīng)溫度、催化劑濃度和反應(yīng)時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)CNT/RGO雜化物的結(jié)構(gòu)。b)CNT、RGO和CNT/G雜化物分散在2.75 mm厚PDMS中的RL曲線。c)共價(jià)界面中七元環(huán)缺陷的示意圖。
 
       相關(guān)研究成果于2020年由西北工業(yè)大學(xué)Qiang Song, Fang Ye和Hejun Li課題組,發(fā)表在Adv. Funct. Mater.(DOI: 10.1002/adfm.202000475)上。原文:Graphene and MXene Nanomaterials: Toward High-Performance Electromagnetic Wave Absorption in Gigahertz Band Range。

轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào):

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