四川大学赵海波教授团队 Mater. Horiz.：具有溶剂响应和可逆开关特性的电磁干扰屏蔽材料

2024-01-04 来源：高分子科技

智能响应型电磁干扰屏蔽材料由于能够动态适应不断变化的情况，在民用和军事应用中极具潜在价值。然而，目前开关型电磁干扰屏蔽材料的响应方式主要依赖于持续的应力感应，使其应用受到了一定的限制。迫切需要探索能适配不同外部刺激的电磁屏蔽响应机制，以开发出既耐用又可靠的先进智能电磁干扰屏蔽材料。

近日，四川大学赵海波教授团队报告了一种利用可控质子供体有序凝胶实现溶剂响应、可逆开关和强电磁干扰屏蔽功能的新方法。该凝胶由苯胺和海藻酸钠通过冷冻诱导组装、原位低温聚合和溶剂置换三步工艺制备得到（图1）。在聚苯胺／海藻酸钠（PANI／SA）凝胶基质中，SA在水环境中可以充当PANI的质子供体，提高PANI的掺杂程度以改善其导电性。此外，PANI和SA分子链会对不同的极性溶剂（如水、乙腈、乙醇、正己烷和空气）具有响应性，形成不同的构象，从而影响PANI的共轭程度和电子沿分子链的迁移（图2）。因此，通过控制聚合物框架内的溶剂，可以实现精确、可逆地调整（开/关）电磁干扰屏蔽效果。值得注意的是，这一过程是长期可逆的，不会对聚合物链造成破坏，从而确保电磁干扰屏蔽开关的性能有效且不受影响（图3）。该研究为开发具有可靠和智能开关功能的电磁干扰屏蔽材料开辟了一条新的溶剂刺激途径，以“Controllable Proton-Reservoir Ordered Gel towards Reversible Switching and Reliable Electromagnetic Interference Shielding”为题发表在《Materials Horizons》上（DOI: 10.1039/d3mh01795h）。论文的第一作者是四川大学博士研究生王艳琴，通讯作者为四川大学赵海波和王玉忠教授。该论文得到了国家自然科学基金和中央高校基础研究基金的资助。

图1 PANI/SA凝胶的制备和溶剂置换前后PANI/SA分子链状态示意图。

图2 SA和溶剂极性对PANI/SA凝胶的影响及其电磁干扰屏蔽机制

图3 PANI/SA凝胶的电磁干扰屏蔽的可逆转换和耐久循环。

全文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/mh/d3mh01795h/unauth

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（责任编辑：xu）

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