近年来,随着无线通信和电子设备的普及,电磁辐射污染逐渐引起人们的关注。不同电磁信号的交织将导致信号失真,影响仪器的精确性。多种电磁辐射源,如高压输电线,通讯基站和手机电脑等都会引起环境电磁污染。除此之外,电磁波还会干扰生物体的细胞功能,影响生理健康,可能导致失眠、精神压力和其他疾病。世界卫生组织(WHO)的国际癌症研究机构(IARC)甚至将低频磁场确定为可能的致癌源。电磁辐射对复杂设备的操作、通信安全和生物健康都可能产生不利影响。因此,有必要开发优异的电磁屏蔽材料。曼彻斯特大学李加深博士团队基于电磁屏蔽有效性原理和材料结构特征,系统地概述了超薄金属复合材料在电磁干扰屏蔽方面的应用和前景,为电磁屏蔽材料的设计提供了总结和指导。综述内容以“Ultra-thin metal composites for electromagnetic interference shielding”为题发表在期刊《Composites Part B》上。
目前,大量的电磁屏蔽材料聚焦在碳材料和MXene上。然而,这些材料的制备成本和灵活性受限,更重要的是,这些材料在厚度优化方面难以与金属媲美。单层金属纳米颗粒或纳米线很容易实现超高电磁屏蔽效能,具有成本优势和商业化潜力。并且,传统的金属材料如铜和银等易获取、可回收、造价低,还具有抗菌性等特点。因此,以金属复合材料为聚焦点,在传统中创新,实现成本、效能、应用性和商业化的多重优势,是材料科学不断发展的动力。
图1:电磁屏蔽原理图。EI是入射电磁波的能量;EX是进入电磁屏蔽材料的电磁波的能量;ER是由材料反射的电磁波的能量;ET是完全穿过材料的电磁波的能量;a是外部阻抗;b是材料阻抗;kr是反射系数;kt是透射系数;t是介质中的传播距离。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2022.110269
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