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  日前，北京航空航天大学化学学院研究员衡利苹团队研发了一种具有超润滑界面的还原氧化石墨烯/液态金属（S-rGO/LM）异质层状纳米复合材料，可用于高性能稳定的电磁屏蔽。相关研究成果发表在国际学术期刊《美国化学学会·纳米》上。

  电磁波引起的电磁干扰（EMI）和电磁兼容（EMC） 问题日渐严重，不但对电子仪器、设备造成干扰和损坏，影响其正常工作，也会污染自然环境，危害人类健康。另外，电磁波泄露也会危及信息安全。电磁屏蔽是利用屏蔽材料阻隔或衰减被屏蔽区域与外界的电磁能量传播，其原理是屏蔽材料对电磁波进行反射和吸收。电磁屏蔽材料是未解决电磁波引起的电磁干扰和电磁兼容问题，对社会生活、经济建设、 国防建设具备极其重大的意义。

  发展新型电磁屏蔽材料是解决电磁污染的关键，特别是超薄、轻质并具备优秀能力力学强度和可靠性的高性能电磁屏蔽材料。

  先前的研究已经证明，基于碳纳米结构的超轻量纳米复合材料由于其重量轻、耐腐蚀、柔韧性和加工优势(“使用基于碳纳米结构的纳米复合材料来制造具有成本效益的EMI屏蔽材料”)而优于传统的金属屏蔽材料。

  韩国科学家也已经证明了单层石墨烯是高性能EMI屏蔽材料的绝佳选择。他们发现，cvd合成的石墨烯的电磁干扰屏蔽效果(以分贝计)是同等厚度的金膜的7倍以上。石墨烯质量轻，超薄、透明、柔韧，是便携式电子设备、透明电子科技类产品、汽车、3D集成电路EMI隔离等电磁屏蔽材料的理想选择。

  在2021年，中国电科33所与大同墨西科技有限责任公司通过对石墨烯电磁屏蔽涂料及其工程应用技术的联合研究，在国内首次将石墨烯电磁屏蔽涂料应用于屏蔽工程，并完成了石墨烯电磁屏蔽涂料屏蔽防护样板间的施工，屏蔽效能达到40dB，可实现电磁波阻隔99.99%。

  石墨烯是一种碳六元环组成的蜂窝状二维纳米材料，sp²杂化碳原子贡献的可自由移动的电子赋予了石墨烯优异的导电性和导热性，在电磁屏蔽领域拥有广泛的应用价值。石墨烯电磁屏蔽涂料不含有金属元素，具有比重小（～0.36g/cm³）、抵抗腐蚀能力好、稳定性高、成本低廉等特点。

  石墨烯屏蔽涂料有别于传统的钢结构六面体式屏蔽结构，在常规房间内做综合电磁防护设计后，在墙面上涂覆该屏蔽涂料，结合其它电磁防护产品，配合电磁防护手段，可实现40dB以上的屏蔽效果。石墨烯屏蔽涂料施工工艺简单、房屋面积利用率高，相比传统的钢结构均有显著的优势，有着广阔的前景。

  镓基液态金属（LM）具有有趣的高导电性和室温流动性，因其在柔性电磁干扰（EMI）屏蔽中的潜在应用而受到广泛关注。然而，由于高EMI屏蔽效率（SE）与低厚度之间的不可调和矛盾，现有LM基复合材料的EMI屏蔽性能不尽如人意。此外，由于应用场景日益复杂，对环境稳定的EMI屏蔽材料的研究已成为迫切的需求。

  电磁屏蔽材料是可以通过吸收、反射等方式来衰减电磁波能量传播，以有效抑制电磁干扰和污染的功能材料。

  人们希望，电子设备在工作时，既不被外界电磁波干扰，又不辐射出电磁波干扰别的设备或危害人体健康，因此电子设备运行时，自身产生的电磁波需要被吸收，而外界入射的电磁波需要被反射或吸收。铜、铝等金属是常用的电磁屏蔽材料，但它们容易被腐蚀、密度大、重量重，并以反射电磁波为主，会造成二次电磁污染。特别是传统的金属材料不具备柔性，难以被应用在柔性电磁屏蔽领域。

  镓基液态金属（LM）是目前柔性电子制造应用最广泛的材料，这主要归因于其具有低熔点、低黏度、高电导率和热导率等物理特性。衡利苹说，随着对具备室温流动性的镓金属、镓基合金液态金属材料研究的逐步深入，其在柔性电磁屏蔽材料领域已表现出相当大的潜力。

  但是现有的镓基液态金属电磁屏蔽材料普遍需要与绝缘的聚合物基材共混，以得到具备一定机械强度、可实际应用的电磁屏蔽材料。而材料的导电性和导磁性越好，对电磁的屏蔽效能就越高，镓基液态金属电磁屏蔽材料与绝缘的聚合物基材共混，会损失镓基液态金属的导电性能，使电磁屏蔽性能无法达到最佳水平。使用一种本身也具备超高电导率的基材来构建液态金属柔性复合材料，成为提升液态金属柔性电磁屏蔽复合材料性能的关键。于是，石墨烯进入了衡利苹团队的视线。

  石墨烯具备优秀能力的光学、电学、力学特性，本身就能保持很好的导电性。氧化石墨烯（GO）对镓基液态金属还起到了良好的桥接作用，因此，在S-rGO/LM材料内部，可形成连续完整的导电网络。材料厚度仅需33微米，就可屏蔽99%的入射电磁波，且对X波段的电磁屏蔽效率较高。

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