近年來(lái)，碳納米顆粒引起了人們的極大興趣，這主要是因?yàn)樗鼈冇锌赡芨纳凭酆?/span>物納米復(fù)合材料的傳輸特性，并支持導(dǎo)電聚合物在更苛刻的應(yīng)用中的使用。因此，屏蔽電子設(shè)備免受其他電子元件或產(chǎn)品產(chǎn)生的電磁輻射，也稱為電磁干擾（electromagnetic interference，EMI）屏蔽，已經(jīng)受到了特別關(guān)注。

碳納米管可顯著提高電磁屏蔽性能

什么是EMI電磁屏蔽？

EMI屏蔽是指通過(guò)使用磁性或?qū)щ娡鈿?lái)保護(hù)設(shè)備或電路免受干擾。隨著依賴于電磁信號(hào)的電子產(chǎn)品的數(shù)量不斷增加，防止電磁信號(hào)干擾的必要性變得越來(lái)越重要。

EMI屏蔽部件有多種用途，包括分離電氣和電子產(chǎn)品，以及在實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)療器械中提供射頻（radio frequency，RF）屏蔽防御以抵御潛在干擾。

EMI屏蔽材料是由什么組成的？

考慮到導(dǎo)電性對(duì)EMI屏蔽的重要性，當(dāng)提到EMI屏蔽材料時(shí)，金屬材料通常是一種熱門選擇方案。由于其介電常數(shù)和高導(dǎo)電性，鎳或鋁合金、銅、泡沫或鋼制制成的絲網(wǎng)經(jīng)常使用。

即便如此，基于金屬屏蔽系統(tǒng)仍存在一些限制其應(yīng)用的主要缺點(diǎn)，包括耐腐蝕性差、密度高、加工成本高以及依賴于反射的EMI屏蔽方法。這些因素阻礙了它們?cè)贓MI吸收突出的領(lǐng)域的使用，例如在隱形技術(shù)中，并可能損害它們的性能，甚至破壞其他電子元件或電路。

如何克服使用金屬基EMI屏蔽材料的缺點(diǎn)？

盡管導(dǎo)電聚合物可以解決其中一些問(wèn)題，但它們通常會(huì)帶來(lái)較差的機(jī)械性能和較差的熱穩(wěn)定性，這會(huì)導(dǎo)致使用溫度受限或制造和材料成本過(guò)高。

正因?yàn)槿绱?，由碳基納米顆粒組成的聚合物復(fù)合材料已經(jīng)成為一種有前途的替代品。這種選擇將聚合物的優(yōu)點(diǎn)與碳基納米顆粒的結(jié)合結(jié)合在一起。這些有益的優(yōu)勢(shì)包括良好的機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性和導(dǎo)電性。

研究表明，在某些（微觀）結(jié)構(gòu)環(huán)境下，含有碳納米顆粒的聚合物復(fù)合材料可以支持對(duì)電磁輻射的主要屏蔽方法的轉(zhuǎn)變。它們可以提供多種反射或純吸收方法來(lái)實(shí)現(xiàn)EMI屏蔽。

由這些聚合物納米復(fù)合材料制成的泡沫就是這樣一個(gè)例子。在將碳基納米顆粒與聚合物結(jié)合的方法以及調(diào)節(jié)合成納米顆粒的幾何結(jié)構(gòu)、縱橫比和結(jié)晶特性等屬性的能力方面已經(jīng)取得了改進(jìn)。

納米復(fù)合材料用于EMI屏蔽的優(yōu)勢(shì)是什么？

碳基聚合物納米復(fù)合材料除了可以消除金屬的常見(jiàn)缺點(diǎn)（加工成本高、密度高和耐腐蝕性差）以外，還可以結(jié)合許多的多功能特性，包括可調(diào)電磁干擾屏蔽性能的潛力。

除導(dǎo)電性外，所有這些都會(huì)受到其他因素的影響，如屏蔽技術(shù)、材料的可能取向以及由此產(chǎn)生的保護(hù)方向性，這些因素在復(fù)合和加工過(guò)程中都可以發(fā)生轉(zhuǎn)變，其難度遠(yuǎn)低于金屬。

此外，由于聚合物納米復(fù)合材料的多相性質(zhì)，可以從基體的微觀結(jié)構(gòu)特征開(kāi)始，在多個(gè)尺度上進(jìn)行研究。例如，在泡沫中，這甚至可以包括可能形成的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使用具有不同縱橫比和幾何形狀的納米顆粒，或與其他微粒結(jié)合的納米顆粒。

聚合物納米復(fù)合材料加工靈活性的提高可實(shí)現(xiàn)更廣泛的微觀結(jié)構(gòu)選擇，從而獲得最終的性能輪廓。考慮到這些因素，很容易理解為什么碳基聚合物納米復(fù)合材料在電子和航空航天等尖端行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。