我國科研人員用瓦楞紙制備高效電磁屏蔽材料

 

　　聯(lián)合國人類環(huán)境會議早在1969年就將電磁輻射列為繼水、大氣、噪聲污染之后的第四大公害。電磁屏蔽材料是一類能夠通過吸收和反射等方式來衰減電磁波能量傳播以有效抑制電磁干擾和污染的功能材料。

 

　　中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所高分子事業(yè)部研究員鄭文革和副研究員沈斌一直致力于高效電磁屏蔽材料的開發(fā)，前期已經(jīng)在電磁屏蔽材料的制備以及性能研究方面取得一系列進(jìn)展。

 

　　近期，該團(tuán)隊(duì)又從“變廢為寶”和可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，利用生物質(zhì)廢棄物或生活廢棄物來設(shè)計(jì)和制備了輕質(zhì)高效電磁屏蔽材料。

 

　　瓦楞紙板是目前最為常見的包裝材料。

 

　　我國快遞行業(yè)發(fā)展迅猛，包裝材料用量巨大，2016年我國快遞行業(yè)消耗的包裝箱總量約86億個(gè)，但是我國快遞包裝材料的總體回收率不到20%，只有發(fā)達(dá)國家一半左右，快遞包裝成了不小的污染源。

 

　　在日常生活中，每個(gè)人將紙板直接扔進(jìn)垃圾箱是很平常的事情，如何循環(huán)利用廢棄瓦楞紙板，值得深入思考。

 

　　在該研究中，鑒于瓦楞紙板具有特殊的結(jié)構(gòu)（鋸齒形折疊結(jié)構(gòu)夾于兩個(gè)平行平面之間），科研人員通過直接碳化和環(huán)氧涂層增強(qiáng)的方式設(shè)計(jì)和制備了高性能碳化瓦楞紙板（CCB）作為輕質(zhì)結(jié)構(gòu)電磁屏蔽材料（如下圖），密度僅為約0.07-0.17g/cm3的CCB樣品具有優(yōu)異的電磁屏蔽效能（約46.0-82.0dB）和比屏蔽效能（約325-1171dB/(g/cm3)），而屏蔽性能跟CCB碳化溫度或結(jié)構(gòu)類型密切相關(guān)。

 

　　進(jìn)一步地，科研人員在CCB表面上進(jìn)一步構(gòu)建了超薄石墨烯皮層，以達(dá)到降低碳化溫度并保持電磁屏蔽性能的效果，為節(jié)能提供了一種有效而簡便的方法。

 

　　相關(guān)結(jié)果已發(fā)表于國際期刊ACS Sustainable Chemistry&Engineering,2019,7,18718-18725。

 

　　上述CCB電磁屏蔽材料與以前報(bào)道的其他碳泡沫材料相比表現(xiàn)出更加優(yōu)異的屏蔽性能，說明這些結(jié)構(gòu)對輕質(zhì)和高性能屏蔽材料的制備具有很重要的參考意義。