随着电子设备的快速发展，开发高效吸收主导型电磁干扰（EMI）屏蔽材料以防止电磁波对环境和人体健康造成危害变得尤为重要。本文，苏州大学杨朝晖 教授、张晓华 教授、杭志宏 教授与山东大学李逸坦 研究员等在《ACS Applied Nano Materials》期刊发表名为”Absorption-Dominated Asymmetric Graphene/Carbon Nanotube Network Composite Aerogel for Efficient Electromagnetic Shielding”的论文，研究提出了一种定向冷冻结合化学气相沉积（CVD）策略，制备了石墨烯（GR）/壳聚糖（CS）复合气凝胶（GC）并在其内部原位生长碳纳米管（CNT），构建了GC/CNT复合气凝胶，并进一步组装成双层复合结构。
所优化的双层复合材料在X波段展现出70.02 dB的高总电磁屏蔽效能，0.91的优异吸收系数（A），以及在9.187 GHz处−18.95 dB的最小反射损耗（RL），同时具有8.0 MPa的最大压缩强度。GC/CNT气凝胶在4.0 mm厚度下实现了高达82.55 dB的EMI屏蔽效能，并具备焦耳加热性能和有机溶剂吸附功能，展现了多功能特性。通过集成GC吸收层，GC-GC/CNT双层结构可通过调节GC层厚度实现吸收效率的可调，将屏蔽模式从反射主导转变为吸收主导。所开发的双层复合材料凭借其优异的屏蔽效率和低反射特性，采用独特的”吸收-反射-再吸收”电磁波耗散机制，为高性能吸收主导型EMI屏蔽材料的设计提供了有效策略。
图1. Fabrication process of GC/CNT and GC-GC/CNT aerogels.
总而言之，本研究通过定向冷冻结合CVD原位生长策略，成功制备了石墨烯/壳聚糖/碳纳米管复合气凝胶，并创新性地构建了GC-GC/CNT双层复合结构，实现了吸收主导的高效电磁屏蔽。所优化的双层复合材料在X波段实现了70.02 dB的优异屏蔽效能、0.91的高吸收系数和−18.95 dB的最小反射损耗，同时兼具8.0 MPa的高压缩强度。GC/CNT气凝胶在4.0 mm厚度下屏蔽效能高达82.55 dB，并具备焦耳加热和有机溶剂吸附等多功能特性。该工作提出的”吸收-反射-再吸收”电磁波耗散机制，以及通过调节吸收层厚度实现屏蔽模式可调的策略，为高性能、低反射EMI屏蔽材料的设计提供了新思路，在电磁防护和多功能器件领域具有广阔应用前景。
文献：https://doi.org/10.1021/acsanm.6c01666
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