可屏蔽99%電磁干擾：清華團(tuán)隊(duì)研制出蜂窩多孔石墨烯材料

    具有超低密度、優(yōu)異柔韌性和良好機(jī)械性能的高性能電磁干擾(EMI)屏蔽材料，是航空航天和可穿戴電子產(chǎn)品的理想材料。

    蜂窩，又叫蜂巢，是蜂群活動(dòng)和繁殖的地方，也常引申為蜂窩狀的多孔物體，如蜂窩電話、蜂窩結(jié)構(gòu)等。它既不干擾其它設(shè)備，同時(shí)也不受其它設(shè)備的影響。

    受蜂窩結(jié)構(gòu)啟發(fā)，清華大學(xué)集成電路學(xué)院任天令教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合開(kāi)發(fā)出了一種用于電磁干擾屏蔽和可穿戴應(yīng)用的蜂窩多孔石墨烯(HPG)。主要利用的原材料為聚酰亞胺薄膜，采用了激光切割技術(shù)進(jìn)行制備。

    基于蜂窩三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在48.3 μm厚度下，這種多孔石墨烯(HPG)具有高達(dá)45 dB的電磁干擾屏蔽效果。單件HPG具有240123 dB c㎡/g的超高絕對(duì)屏蔽效能(SSE/t)，超低密度為0.0388 g/cm3，明顯優(yōu)于一般的碳基、MXene和金屬材料。

    據(jù)悉，只需在計(jì)算機(jī)中輸入想要的圖案，就能訂制出想要的蜂窩狀多孔石墨烯材料，甚至可以做出“刺繡”圖案。

    此外，利用MXene和AgNWs覆蓋HPG的蜂窩孔，以增強(qiáng)表面反射；因此，HPG/AgNWs復(fù)合膜的SSE/t可達(dá)292754 dB c㎡/g。

    更重要的是，HPG在循環(huán)拉伸和彎曲中表現(xiàn)出良好的機(jī)械穩(wěn)定性和耐久性，可用于監(jiān)測(cè)人體微弱的脈搏、呼吸和喉部運(yùn)動(dòng)等生理信號(hào)。即便給蜂窩狀多孔石墨烯材料做了1000次彎曲循環(huán)試驗(yàn)，其電性能也絲毫未損。

    研究團(tuán)隊(duì)表示，輕量化、柔性的HPG具有良好的電磁屏蔽性能和力學(xué)性能，且成本低、易于批量生產(chǎn)，在電磁屏蔽和可穿戴電子產(chǎn)品中具有廣闊的應(yīng)用前景。

    該團(tuán)隊(duì)分別采用功率密度為16、80、85、90和95mW/2的激光，在薄膜上制備蜂窩狀多孔石墨烯材料。當(dāng)激光功率處于80 mW/2時(shí)，其電磁屏蔽性能可達(dá)20 dB，并能屏蔽衰減99%的電磁干擾。