叶脉状三维碳纳米管/石墨烯气凝胶膜及其聚二甲基硅氧烷复合材料的电磁干扰屏蔽效应机制研究

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三维（3D）结构能够提高碳材料的电磁干扰（EMI）屏蔽效能（SE），满足轻量化需求。本研究制备了叶脉状三维碳纳米管（CNTs）/石墨烯气凝胶膜（CGAF），其中CNTs无缝嵌入石墨烯中，分别类似于叶脉和叶肉组织。叶肉状石墨烯组装成3D材料不仅提高了EMI屏蔽效能，还改变了屏蔽机制。叶脉状CNTs的加入进一步放大了屏蔽机制的变化。3D CGAF的总屏蔽效能（SEtot）达26.6 dB，分别比压缩后的CGP（26.6 dB）和无CNTs的GAF高3.0 dB和5.1 dB。3D结构使CGAF的吸收屏蔽效能（SEA）占SEtot的66.5%，而CGP和理论CGAF中反射屏蔽效能（SER）占主导。这表明3D结构通过无数孔壁的多次反射电磁波来改善吸收效果，CNTs的加入进一步协同增强了这一效应，从而提高了SEtot和SEA。此外，CGAF的单位面积质量比屏蔽效能（SEMA）达12091 dB·cm²·g⁻¹，分别比CGP和GAF提高12.7%和18.1%。将多层CGAF与聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合后，在8.2 GHz处SEtot达74.7 dB，经100次弯曲循环后SEtot仍保持45.6 dB，远高于行业标准（20 dB），表现出优异的抗弯性能。

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