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復旦大學材料科學系Renchao Che等--MXene骨架中的磁相互作用效應:增強電磁屏蔽熱生成
      隨著便攜式、可穿戴設備的飛速發(fā)展,高效電磁干擾屏蔽材料成為消除輻射電磁污染的必備品。本文通過將六邊形SrFe12O19薄片組裝到Ti3C2Tx MXene/MWCNT襯底中,通過簡單的過濾方法成功制備了Ti3C2Tx基磁性薄膜。采用碳納米管作為隔離劑,實現(xiàn)了MXene和SrFe12O19的亞微觀分散。所制備的MXene/ MWCNTs/SrFe12O19薄膜在x波段具有438 S cm−1的高導電性和62.9 dB的優(yōu)良EMI屏蔽效能,厚度僅為40 μ m。得益于強大的磁響應能力和擴展的磁耦合空間,六邊形SrFe12O19片層可以通過疇壁遷移和鐵磁共振效應有效地消耗入射磁場能量。通過提高Ti3C2Tx MXene/MWCNTs/ SrFe12O19薄膜的磁損耗,防止電磁波的二次反射,提高了電磁屏蔽性能。同時,磁性MXene基薄膜具有獨立、靈活的特點,適合安裝在電子器件中。這一策略有望為EMI屏蔽膜的設計和拓寬基于MXene材料的潛在用途提供新的思路。
 
 
圖1. Ti3C2Tx MXene/MWCNTs/SrFe12O19薄膜的制備過程。
 
 
圖2 Ti3C2Tx MXene/MWCNTs/SrFe12O19薄膜的結構表征。a,d) MCF-1, b,e) MSF-1和c,f) MCSF-10的截面SEM圖像。g)元素映射和h) MCSF的數(shù)碼照片,顯示薄膜的柔韌性和磁性。
 
 
圖3. 不同質(zhì)量SrFe12O19加入后的形貌比較。a1-a3) MCSF-5, b1-b3) MCSF-15, c1-c3) MCSF-20, d1-d3) MCSF-25, e1-e3) MCSF-30的SEM圖像。
 
 
圖4. EMI屏蔽性能。a - c) EMI SE;SET、SEA、SER的比較;以及MF-2、MSF-2、MCF-2、MCSF-10在40 μ m厚度下的導電性能。,d,i) EMI SE, e)電導率,f)數(shù)碼照片,h) MCSF-5、MCSF-10、MCSF-15、MCSF-20、MCSF-25的SET、SEA、SER比較。j)電磁干擾屏蔽效能隨厚度變化的比較。
 

圖5 MCSF的EMI屏蔽機理分析。a)復介電常數(shù)的實部ε, b)復介電常數(shù)的虛部ε, c) MCSF-5、MCSF-10、MCSF-15、MCSF-20、MCSF-25和MCSF-30的介電損耗tan δe。d) Ti3C2Tx MXene/MWCNTs/SrFe12O19薄膜中的相關EM機制。e)重構的相位圖像和對應的電荷密度分布線輪廓,f,g)重構的MCSF-10復合材料雜散磁場分布,表明界面極化和各向異性磁性增強了磁耦合。
 

圖6 域結構分析。經(jīng)過磁場調(diào)控后,綠色和黃色箭頭所示的SrFe12O19的疇結構出現(xiàn)了運動、扭曲和消失行為。
  
        相關科研成果由復旦大學材料科學系Renchao Che等人于2022年發(fā)表在Small (DOI: 10.1002/smll.202201587)上。原文:Magnetic Interacted Interaction Effect in MXene Skeleton: Enhanced Thermal-Generation for Electromagnetic Interference Shielding。

轉自《石墨烯研究》公眾號

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