聚合物基导电纳米复合材料在电磁干扰（EMI）屏蔽方面具有广阔的应用前景，可以保证电子器件的稳定运行，保护人体免受电磁辐射的伤害。尽管MXenes显示出了很高的EMI屏蔽性能，但如何构建MXene含量最低、恶劣条件下耐久的高效EMI屏蔽聚合物/MXene复合膜仍然是一个巨大的挑战。

近日，复旦大学叶明新教授，沈剑锋教授报道了采用单向聚酰亚胺（PI）气凝胶辅助浸渍和热压的方法，设计并构建了一种以Ti₃C₂T_x薄片导电的层次化多孔的PI/Ti₃C₂T_x MXene复合薄膜。

文章要点

1）研究发现，基于Ti₃C₂T_x薄片导电路径的复合膜具有高电导率的高效反射损耗。同时，这种分层多孔结构创造了多个界面，以增加穿透电磁波（EMWs）的传播路径，促进界面极化损耗，进而导致PI/Ti₃C₂T_x薄膜内部的EMWs衰减。

2）得益于上述协同效应，体积分数为2.0% Ti₃C₂T_x的PI/Ti₃C₂T_x薄膜在厚度为90 μm时具有高达15527 dB cm² g^-1的绝对EMI SE（SSE/t）。同时，在耐高温、耐低温的PI基体保护下，PI/Ti₃C₂T_x薄膜在湿热环境、高温（250 °C）、低温（−196 °C）和快速热冲击（∆T=446 °C）条件下仍能保持较高的EMI屏蔽性能。此外，高机械强度的PI基体使多层PI/Ti₃C₂T_x薄膜在−100至250 °C的宽温度范围内具有令人满意的恒温力学性能，在−70至250 °C之间的尺寸变化很小（<0.5%），以及在250 °C下10000次以上的拉伸和弯曲耐久性。

3）值得注意的是，所获得的EMI屏蔽膜能够容易地加工成各种形状，不受几何约束，在复杂结构的电子器件和仪器中显示出可伸缩应用的独特优势。

参考文献

Yang Cheng, et al, Hierarchically porous polyimide/Ti₃C₂T_x film with  stable electromagnetic interference shielding after resisting harsh conditions, Sci. Adv. 2021

DOI: 10.1126/sciadv.abh1992

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abh1992