高性能柔性液態(tài)金屬復(fù)合屏蔽材料

柔性、高效電磁屏蔽材料在電子器件、信息通訊等領(lǐng)域具有重要意義，傳統(tǒng)金屬屏蔽材料(包括金屬框、金屬板和金屬網(wǎng)等)受到剛性大和不易彎折等缺點的限制。為此，中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院、深圳先進電子材料國際創(chuàng)新研究院孫蓉團隊選取柔性的液態(tài)金屬(Liquid Metal，LM)為填料、纖維素納米纖維(Cellulose Nanofiber，CNF)為基體，研制一種高性能柔性液態(tài)金屬復(fù)合屏蔽材料。

研究團隊利用LM優(yōu)異的流動性，在剪切力的作用下，將LM分散成小液滴，其表面與空氣接觸被氧化生成絕緣的氧化鎵殼，同時與富含-OH和-COOH的CNF相互作用，經(jīng)冷凍干燥形成穩(wěn)定的LM/CNF復(fù)合物。然后通過機械壓膜，相互隔離和絕緣的LM液滴被擠破重新形成導(dǎo)電通路，獲得了具有層間結(jié)構(gòu)的LM/CNF復(fù)合屏蔽膜。該LM/CNF復(fù)合膜具有多層電子傳輸路徑，電導(dǎo)率高達(dá)96 000 S/m，在4～18 GHz的寬頻范圍內(nèi)，電磁屏蔽效能高達(dá)65 dB(300 μm)。經(jīng)120 ℃熱處理8 h后，電磁屏蔽效能依然保持穩(wěn)定。

此外，在前期工作中，研究團隊設(shè)計制備出一系列高效、輕質(zhì)、柔性的電磁屏蔽材料，并對相關(guān)電磁屏蔽機制進行了深入探討。開展的工作包括超高強度致密化碳納米管薄膜，輕質(zhì)、耐腐蝕的碳包覆銀納米線雜化海綿屏蔽材料，以及具有高化學(xué)穩(wěn)定性的MXene屏蔽材料等，為新型屏蔽材料的發(fā)展提供了理論與技術(shù)支撐。

(來源：中科院深圳先進技術(shù)研究院)