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哈工大《Carbon》:受烤面包启发制备梯度多孔碳材料,具有优异的EMI屏蔽性能

carbon_art 材料分析与应用 2023-03-16

1成果简介 


本文,哈尔滨工业大学彭庆宇教授、赫晓东教授等研究人员在《Carbon》期刊发表名为“Gradient in-plane oriented porous carbon inspired by fabrication of toasts for elegant EMI shielding performance”的论文,研究灵感来自吐司的制作,因为面团可以拉伸成轻微的膜。如此大规模的机械变形可以使内部孔隙在面内定向。以面片为前体,进一步碳化以获得定向多孔碳(DPC)。


由于取向层之间的多重反射,得到的DPC表现出明显的各向异性性能,各向异性EMI屏蔽性能约为3:2(垂直于片材:平行于片材)。此外,捏合中的水被氧化石墨烯(GO)溶液取代,并将GO@dough拉伸成薄GO@dough片,纳米GO片定向分布在片内。得到的多孔碳(rGO@DPC-5)在X波段(垂直于片材)表现出最高的SET值,为33.95 dB。此外,通过排列梯度浓度为还原GO(rGO)的片材,阻抗匹配随着SEA值的增加而增强,梯度多孔碳(梯度rGO@DPC)表现出优异的EMI屏蔽性能(超过54 dB)和达到530 dB cm2/g的绝对屏蔽效果贯穿整个X波段,已超过大多数生物质衍生的多孔碳。


2图文导读  


图1.从吐司衍生的DPC的制造方案


图2.DPC的微观形态


图3.在不同温度下碳化的DPCs


图4.DPC的电向异性力学性能和机理


图5.DPC的EMI屏蔽性能和机理


图6.EMI屏蔽性能及梯度机理rGO@DPCs


3小结 


总之,通过类似的烤面包制造获得了具有优异EMI屏蔽性能的面内取向多孔碳。大规模的力学变形使纳米片和微孔在多孔碳的面内取向。所得多孔碳重量轻,具有优异的各向异性机械和EMI屏蔽性能。


文献:

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2023.03.013

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来源:文章来自carbon网站,由材料分析与应用整理编辑。


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