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复旦大学材料科学系Renchao Che等--MXene骨架中的磁相互作用效应:增强电磁屏蔽热生成
      随着便携式、可穿戴设备的飞速发展,高效电磁干扰屏蔽材料成为消除辐射电磁污染的必备品。本文通过将六边形SrFe12O19薄片组装到Ti3C2Tx MXene/MWCNT衬底中,通过简单的过滤方法成功制备了Ti3C2Tx基磁性薄膜。采用碳纳米管作为隔离剂,实现了MXene和SrFe12O19的亚微观分散。所制备的MXene/ MWCNTs/SrFe12O19薄膜在x波段具有438 S cm−1的高导电性和62.9 dB的优良EMI屏蔽效能,厚度仅为40 μ m。得益于强大的磁响应能力和扩展的磁耦合空间,六边形SrFe12O19片层可以通过畴壁迁移和铁磁共振效应有效地消耗入射磁场能量。通过提高Ti3C2Tx MXene/MWCNTs/ SrFe12O19薄膜的磁损耗,防止电磁波的二次反射,提高了电磁屏蔽性能。同时,磁性MXene基薄膜具有独立、灵活的特点,适合安装在电子器件中。这一策略有望为EMI屏蔽膜的设计和拓宽基于MXene材料的潜在用途提供新的思路。
 
 
图1. Ti3C2Tx MXene/MWCNTs/SrFe12O19薄膜的制备过程。
 
 
图2 Ti3C2Tx MXene/MWCNTs/SrFe12O19薄膜的结构表征。a,d) MCF-1, b,e) MSF-1和c,f) MCSF-10的截面SEM图像。g)元素映射和h) MCSF的数码照片,显示薄膜的柔韧性和磁性。
 
 
图3. 不同质量SrFe12O19加入后的形貌比较。a1-a3) MCSF-5, b1-b3) MCSF-15, c1-c3) MCSF-20, d1-d3) MCSF-25, e1-e3) MCSF-30的SEM图像。
 
 
图4. EMI屏蔽性能。a - c) EMI SE;SET、SEA、SER的比较;以及MF-2、MSF-2、MCF-2、MCSF-10在40 μ m厚度下的导电性能。,d,i) EMI SE, e)电导率,f)数码照片,h) MCSF-5、MCSF-10、MCSF-15、MCSF-20、MCSF-25的SET、SEA、SER比较。j)电磁干扰屏蔽效能随厚度变化的比较。
 

图5 MCSF的EMI屏蔽机理分析。a)复介电常数的实部ε, b)复介电常数的虚部ε, c) MCSF-5、MCSF-10、MCSF-15、MCSF-20、MCSF-25和MCSF-30的介电损耗tan δe。d) Ti3C2Tx MXene/MWCNTs/SrFe12O19薄膜中的相关EM机制。e)重构的相位图像和对应的电荷密度分布线轮廓,f,g)重构的MCSF-10复合材料杂散磁场分布,表明界面极化和各向异性磁性增强了磁耦合。
 

图6 域结构分析。经过磁场调控后,绿色和黄色箭头所示的SrFe12O19的畴结构出现了运动、扭曲和消失行为。
  
        相关科研成果由复旦大学材料科学系Renchao Che等人于2022年发表在Small (DOI: 10.1002/smll.202201587)上。原文:Magnetic Interacted Interaction Effect in MXene Skeleton: Enhanced Thermal-Generation for Electromagnetic Interference Shielding。

转自《石墨烯研究》公众号

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