鄭州大學申長雨院士和劉春太教授團隊近日在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊上發表了題為“Flexible MXene/Silver Nanowires-based Transparent Conductive Film with Electromagnetic Interference Shielding and Electro-photo-thermal Performances” 的研究論文。論文的第一作者為鄭州大學橡塑模具國家工程研究中心2018級博士研究生周兵,通訊作者為鄭州大學馮躍戰副教授和申長雨教授。
圖1. MXene/AgNW-PVA透明電磁屏蔽薄膜的制備示意圖
透明導電薄膜(TCFs)已經被廣泛應用于觸摸屏、太陽能電池、發光器件、智能窗戶、液晶顯示器等領域。然而,隨著柔性電子設備和無線通訊的快速發展,人們對TCFs的性能要求越來越高,不僅作為設備的顯示屏,而且還要充當電磁屏蔽材料,保護精密設備免受電磁波的干擾和輻射。目前,銦硒氧化物(ITO)是市場上最為流行的透明電磁屏蔽材料,但是其固有的脆性以及銦的稀缺限制了它的應用范圍。各種導電材料包括碳納米管、石墨烯片、金屬納米線或網格等作為ITO的替代材料,已經在透明電磁屏蔽領域被廣泛研究。但是高效透明的電磁屏蔽材料一直是探究的熱點話題。最近,過渡金屬碳化物/碳氮化物(Ti3C2Tx MXene)作為一種新型的二維導電納米材料,其具有優異的導電性和豐富的表面官能團,在電磁屏蔽領域受到了巨大的青睞。MXene在電磁屏蔽方面已經取得了較大的進展,但僅僅依靠MXene本身來實現高效透明的屏蔽性材料也是一個巨大的挑戰。
因此申長雨院士和劉春太教授團隊通過噴涂-旋涂-熱壓轉移相結合的方法制備一種基于MXene和AgNW柔性多功能透明的電磁屏蔽材料,其具有優異的光電性能和電磁屏蔽性能,同時還表現出電熱和光熱響應。
本文亮點:
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二維MXene和一維AgNW的有效結合,構建出高效的二維/一維雜化導電網絡,賦予TCFs良好的光電性能和電磁屏蔽效率。
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聚乙烯醇(PVA)溶液浸入并固定了導電網絡,提高了導電材料與基體的界面粘合力,使TCFs擁有優異的耐彎折性和耐刮擦性。
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雜化導電網絡的高電導率和局部表面等離子體共振分別使TCFs具有優異的焦耳加熱性能和光熱轉換性能。
該工作得到了國家自然科學基金(51903223和U1604253),中國博士后科學基金(2018M642781),國家重點研發項目(2019YFA0706802)的資助。
論文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.0c09020
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