IF 18.5!由沸石咪唑酯框架衍生的磁性纳米笼/MXene/纳米纤维素双层气凝胶:用于低反射电磁干扰屏蔽和光热转换

文摘   2025-01-12 08:09   中国台湾  

本文精选

为了应对日益严重的电磁污染,对具有低电磁波反射能力的电磁干扰(EMI)屏蔽材料的需求变得迫切。控制电气组件、磁组件以及设计EMI材料结构可以有效提高电磁屏蔽性能,但这仍然是一个重大挑战。此外,极端寒冷的天气条件也可能对户外电子设备的正常工作造成潜在损害。在电磁屏蔽材料上集成光热转换能力可以进一步提高设备的稳定性和可靠性。本文通过两步冻结法制备了由沸石咪唑酯框架衍生的空心CoNi碳纳米笼/MXene Ti3C2Tx/纳米纤维素(BZMN)组成的新型双层气凝胶。BZMN气凝胶展示了良好的EMI屏蔽效果(SE)和低反射系数(R系数):35.1 dB(R系数=0.28)和21.2 dB(R系数=0.25)。双层气凝胶的独特结构展示了通过界面极化和多重散射吸收更多电磁波的能力。BZMN气凝胶的绿色屏蔽指数(gs)可以达到2.88。此外,BZMN气凝胶在不同表面上展示了显著且独特的光热转换性能。在2.0太阳强度下,上层温度可达109.3°C,下层温度可达102.3°C。在0.8 W cm^-2近红外(NIR)激光强度下,上层温度可升至234.1°C,下层温度可升至167.4°C。此外,BZMN气凝胶的尺寸和形状可以根据模具定制。这些特性使BZMN气凝胶成为先进的潜在低反射EMI屏蔽设备候选者,适用于未来电信和电子设备保护。


创新点:
1. 开发了由磁性纳米笼、MXene和纳米纤维素组成的双层气凝胶,具有独特的结构设计。
2. 实现了低反射系数的EMI屏蔽效果,这对于减少电磁波的二次污染具有重要意义。
3. 集成了光热转换功能,能够在极端寒冷环境下提高电子设备的稳定性和可靠性。
4. 气凝胶的尺寸和形状可以根据需要定制,增加了其在不同应用中的灵活性。

对科研工作的启发:
1. 展示了通过材料设计和结构控制来提高EMI屏蔽性能的新方法。
2. 强调了开发具有多种功能的集成材料的重要性,如EMI屏蔽和光热转换。
3. 提供了在极端环境下提高电子设备性能的新思路。

思路延伸:
1. 环境适应性研究:进一步研究气凝胶在不同环境条件下的性能,如高温、高湿等。
2. 成本效益分析:评估气凝胶材料的生产成本和效益,以确定其商业化潜力。
3. 应用领域拓展:探索气凝胶在航空航天、军事装备等其他领域的应用潜力。
4. 性能优化:通过改变材料组成或结构,进一步优化气凝胶的EMI屏蔽和光热转换性能。
5. 环境影响评估:评估气凝胶在生产和使用过程中对环境的影响,以确保其可持续性。

原文链接

Zeolitic Imidazolate Frameworks Derived Magnetic Nanocage/MXene/Nanocellulose Bilayer Aerogels for Low Reflection Electromagnetic Interference Shielding and Light‐to‐Heat Conversion


Adv. Funct. Mater. (IF 18.5)
Pub Date  : 2024-11-25
DOI : 10.1002/adfm.202417947

Tian Mai, Lei Chen, Qi Liu, Zhong‐Hui Guo, Ming‐Guo Ma

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