近日，西北工業(yè)大學(xué)顧軍渭教授團隊在Advanced Materials期刊在線發(fā)表題為《Direct-Ink-Writing Printed Aerogels with Dynamically Reversible Thermal Management and Tunable Electromagnetic Interference Shielding》的研究論文。
 

　　電磁屏蔽材料結(jié)構(gòu)的可控設(shè)計及性能可調(diào)性對其性能穩(wěn)定性及適用性至關(guān)重要。本文提出了引入吸濕性鹽CaCl2以激活羧甲基纖維素(CMC)彈性行為的策略，并結(jié)合墨水直寫(DIW)3D打印解決了傳統(tǒng)電磁屏蔽材料結(jié)構(gòu)設(shè)計精準性差和性能難以調(diào)控的瓶頸問題。以CaCl2交聯(lián)的CMC(CCMC)為基體，通過逐層DIW 3D打印沉積得到蜂窩結(jié)構(gòu)(Ti3C2Tx/Fe3O4/CCMC)–(AgNW/CCMC)氣凝膠。蜂窩結(jié)構(gòu)(Ti3C2Tx/Fe3O4/CCMC)–(AgNW/CCMC)氣凝膠具有良好的壓縮回彈性，可通過改變壓縮應(yīng)變來調(diào)控該氣凝膠的電磁屏蔽性能。當打印填充密度為35%、Ti3C2Tx質(zhì)量分數(shù)為40 wt%且氣凝膠壓縮應(yīng)變?yōu)?0%時，該氣凝膠電磁屏蔽性能最佳(80 dB)。同時，該氣凝膠具有優(yōu)異的紅外隱身特性，可滿足高溫目標長期紅外隱身的應(yīng)用需求。另外，該氣凝膠在干冷/濕熱的環(huán)境下可實現(xiàn)隔熱(0.08 W·m?1·K?1)/導(dǎo)熱(0.67 W·m?1·K?1)的可逆轉(zhuǎn)換。本工作制備的具有可調(diào)電磁屏蔽性能和動態(tài)可逆熱管理性能的多功能材料在惡劣環(huán)境防護、智能熱偽裝以及航空航天等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。
 

　　化學(xué)與化工學(xué)院張雅莉副教授為本文的第一作者，顧軍渭教授和新加坡南洋理工大學(xué)周琨教授為本文的共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計劃項目、陜西省創(chuàng)新能力支撐計劃項目、中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項資金等基金項目的資助支持。
 

　　圖1 (Ti3C2Tx/Fe3O4/CCMC)–(AgNW/CCMC)氣凝膠的制備流程示意圖

 

圖2 墨水的流變性能及氣凝膠的微觀形貌
 

　　圖3 (Ti3C2Tx/Fe3O4/CCMC)–(AgNW/CCMC)氣凝膠的電磁屏蔽性能
 

　　圖4 (Ti3C2Tx/Fe3O4/CCMC)–(AgNW/CCMC)氣凝膠的紅外隱身性能

 

　　圖5 (Ti3C2Tx/Fe3O4/CCMC)–(AgNW/CCMC)氣凝膠的動態(tài)可逆熱管理性能