无线通信和大量电子设备的广泛使用提高了我们的生活水平，随之而来的电磁辐射污染在无形中严重影响人们的生活。不仅对精密电子设备产生电磁干扰，而且严重危害人体健康。因此在有效利用电磁波的同时，研究电磁屏蔽材料对解决电磁污染具有重要意义。另外，随着电子设备的小型化和高频化发展，在电子设备的使用过程中，热量的积累正成为另一个严重的难题。因此，迫切需要开发具有高导热率的高性能电磁屏蔽材料。

  谢兰教授团队长期从事生物质基新材料的研究工作，围绕“构建结构与功能化一体的高性能生物质基新材料”关键问题，从“多层次结构调控-表面/界面作用机制分析-高性能/功能化实现-指导实际生产应用”几个方面开展了系统性研究工作，并取得一系列研究成果（Chemical Engineering Journal, 2020, 397, 125297；Composites Part B: Engineering, 2020, 203, 108467; Macromolecules, 2015, 48, 2127; Materials Horizons, 2014, 1, 546; ACS Sustainable Chemistry & Engineering,2017, 5, 3279; Biomacromolecules, 2016, 17, 985;CS Sustainable Chemistry & Engineering, 2016, 4, 334; Applied Surface Science, 2020, 502, 144098. Applied Surface Science, 2020, 517, 146135;…….）

图1. 基于填料多尺度设计实现生物质基高分子的高性能与多功能化。图片来源详见论文（A部分：Chemical Engineering Journal, 2020, 383, 123072（高被引论文）; B部分: ACS Sustainable Chemistry &Engineering, 2020, 8, 4427; C部分：Journal of Materials Chemistry A, 2020, 8, 14506.）

  为了提高聚合物导热性能，谢兰教授团队前期利用强剪切流动场与层层自组装技术，从多维填料协同、多元异质结构设计（图1B/C）及填料多尺度构建（图1C）等方面搭建有序层状网络结构，研究了生物质基复合材料“结构-界面热阻-导热性能”的关系（图1），最终实现生物质基复合材料的强韧性及其高导热性能。

图2. 高导热的NFC/Fe₃O₄＆CNT/PEO薄膜的电磁屏蔽效果展示及其机理示意图。

  基于前期研究工作，谢兰教授团队进一步采用“交替多层”设计思路构建了包含纳米纤维素/四氧化三铁（NFC/Fe₃O₄）层和碳纳米管/聚环氧乙烷（CNT/PEO）层的交替多层薄膜。其复合膜展现了优异的电导率、导热系数以及出色的电磁屏蔽效能（EMI SE）。NFC/Fe₃O₄＆CNT/PEO柔性薄膜同时具有出色的EMI SE和导热系数，在通信行业，便携式电子设备和机器人关节中具有潜在的应用前景。

图3.复合材料的导热与电磁屏蔽性能。

  本研究成果第一作者为贵州大学材料与冶金学院2018级硕士研究生李毅，通讯作者是薛白博士和谢兰教授。其研究成果以题为“Flexible multilayered films consisting of alternating nanofibrillated cellulose/Fe₃O₄ and carbon nanotube/Polyethylene oxide layers for electromagnetic interference shielding” 发表在《Chemical Engineering Journal》（简称CEJ, IF= 10.65）（Chemical Engineering Journal 410 (2021) 128356）。

  相关研究成果要特别感谢贵州大学刘迅成教授、郑荣宗教授的支持。同时相关工作得到国家自然科学基金（编号：201604016，51763003和51963003），贵州省基础研究重点项目（No. 20201Z044），贵州省优秀青年科技人才项目[2019]5665，贵州省青年科技拔尖人才项目[2017]061等项目的支持。

  原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.128356

团队与合作者介绍：

谢兰，工学博士，教授，博导。贵州省优秀青年科技人才、贵州省青年拔尖人才。现任贵州大学特聘教授、国家复合材料改性中心特聘研究员、中国复合材料导热委员会委员，从事生物质基新材料及先进功能复合材料研究。目前，作为项目负责人主持项目9项，其中包括国家自然科学基金项目、贵州省基础计划重点项目等。发表论文52篇，其中在Materials Horizons、Journal of Materials Chemistry A、Macromolecules等国际权威期刊共发表一作/通讯期刊论文32 篇，其中影响因子>10的论文5篇，6篇文章作为封面、封底与网站导读文章。研究成果多次被中国改革报等国内新闻媒体报道，在国际国内会议、高校做口头和邀请报告二十余次，担任Chemical Engineering Journal等国际重要学术期刊通讯评审人。获2017贵州省科技进步“三等奖”，贵州大学2017卓越基金奖“二等奖”，2020年论文高被引研究者。现任四川天星智能包装股份有限公司等公司特聘专家。

薛白，1989年出生，工学博士，硕士生导师，现任贵州大学校聘副教授，贵州省青年成长人才。2011年到2017年在四川大学攻读材料学专业硕士和博士学位。目前主要从事功能化生物基高分子的制备与研究，导电、导热高分子复合材料的制备及功能化油墨的开发，加工过程中流动场对高分子形态结构的调控以及高分子高性能化研究。在Chemical Engineering Journal、Composites Part B、Journal of Materials Chemistry A、Industrial & Engineering Chemistry Research等国际期刊发表论文20余篇，总影响因子超过200，SCI他引300余次。目前主持国家科学基金1项，省级项目4项，进账经费超过100万。

刘迅成， 1989年出生，工学博士，硕士生导师，特聘教授。美国加州大学伯克利分校劳伦斯伯克利国家实验室—华南理工大学联合培养博士。曾任职于成都京东方光电科技有限公司，担任高级工程师.现任贵州大学特聘教授，一流学科特区引进人才，硕士研究生导师，从事有机半导体材料的设计合成及其在场效应晶体管和柔性电子上面的应用。发表SCI学术论文15篇，影响因子总和大于140。以第一作者发表七篇国际高水平SCI论文，包括Journal of the American Chemical Society、Advanced Functional Materials等，影响因子总和大于70。参加国际、国内学术报告5次；主持省部级三项科研项目，经费总额为74万。

郑荣宗，工学博士，特聘教授。现任贵州大学特聘教授，一流学科特区引进人才，硕士生导师，从事先进复合功能材料及器件、系统开发研究。目前，已在ACS Applied Materials & interfaces、Polymer Chemistry等学术期刊发表论文10余篇，一作论文累计影响因子>30，SCI期刊他引100余次，申请授权专利1项。研究成果多次被搜狐科普新闻网、科技微信公众号等国内学术新闻媒体报道。攻博期间以学生身份受邀在第三届、第四届全国电致变色研讨会上做口头报告2次，并获优秀口头报告等奖项。现主持贵州大学一流学科特区人才启动项目1项、多次以核心研究人员身份参与国家自然科学基金面上项目等8个项目。