尋找先進(jìn)的微波吸收（MA）納米材料是解決軍事和民用領(lǐng)域日益嚴(yán)重的電磁污染的最可行方法之一。為此，石墨烯和MXene由于其卓越的結(jié)構(gòu)和性能作為主要代表而贏得了廣泛的關(guān)注。諸如寬高比大、化學(xué)活性表面高以及合成工藝多樣等共同特征賦予石墨烯和MXene獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可用于開發(fā)高效MA結(jié)構(gòu)，尤其是輕量級(jí)組件和各種混合動(dòng)力汽車。同時(shí)，它們之間的結(jié)構(gòu)和性能差異（例如不同的電導(dǎo)率）會(huì)導(dǎo)致在其MA材料的設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用中采用獨(dú)特的技術(shù)。在此，對(duì)石墨烯基和MXene基MA材料的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，重點(diǎn)是一般策略的進(jìn)展。此外，通過(guò)對(duì)石墨烯基和MXene基MA材料的比較，展示了它們?cè)趯?shí)現(xiàn)高性能MA方面的各自優(yōu)勢(shì)。此外，這些MA材料的未來(lái)挑戰(zhàn)、研究方向和前景也得到了強(qiáng)調(diào)和討論。
Figure 1. a）具有不同還原程度的RGO的RL。b）具有不同N摻雜含量的RGO的RL。c）RGO吸收劑含量不同的材料的介電常數(shù)及其對(duì)溫度的依賴性。
Figure 2. a）多孔繭狀RGO的制造過(guò)程示意圖。b）計(jì)算不同厚度樣品的RL，以及多孔R(shí)GO和類繭形RGO的阻抗匹配和頻率之間的關(guān)系。c）多孔繭狀RGO的MA機(jī)制的示意圖。
Figure 3. a）MWCNT/RGO雜化泡沫的制造過(guò)程示意圖以及具有不同RGO含量的TEM圖像。b）具有不同RGO含量和處理溫度的MWCNT/RGO混合泡沫的RL曲線。c）在2–18 GHz中，不同MA材料的平均吸收強(qiáng)度（AAI）與合格帶寬之間的關(guān)系。d）帶有或不帶有APTES的GA的制造過(guò)程示意圖。e–h）具有不同GO和APTES含量的GA的SEM圖像。i）GA50的RL值的等高線圖。
Figure 4. 不同時(shí)間下，在Si
3N
4晶粒上生長(zhǎng)ERG的TEM圖像：a）2分鐘，b）4分鐘，c）8分鐘。d）在以官能團(tuán)終止的石墨烯納米片上觀察到局部π電子。d,e）計(jì)算的以不同雜原子終止的石墨烯納米帶的電子帶結(jié)構(gòu)。多孔Si
3N
4陶瓷與ERG（f）和傳統(tǒng)CVD石墨烯（g）的RL曲線。在碳納米管上生長(zhǎng)ERG的SEM（h）和TEM（i）。j）CNT泡沫和ERG裝飾的CNT泡沫的電磁屏蔽效率。
Figure 5. a）通過(guò)改變反應(yīng)溫度、催化劑濃度和反應(yīng)時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)CNT/RGO雜化物的結(jié)構(gòu)。b）CNT、RGO和CNT/G雜化物分散在2.75 mm厚PDMS中的RL曲線。c）共價(jià)界面中七元環(huán)缺陷的示意圖。
相關(guān)研究成果于2020年由西北工業(yè)大學(xué)Qiang Song, Fang Ye和Hejun Li課題組，發(fā)表在Adv. Funct. Mater.（DOI: 10.1002/adfm.202000475）上。原文：Graphene and MXene Nanomaterials: Toward High-Performance Electromagnetic Wave Absorption in Gigahertz Band Range。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)：
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