電子器件在運(yùn)行時(shí)易受相鄰器件的干擾，隨著電子器件的柔性化、微型化發(fā)展，制備超薄柔性的電磁屏蔽材料對(duì)于改善電子器件的運(yùn)行環(huán)境十分重要。聚合物基導(dǎo)電復(fù)合材料（CPC）被廣泛用于電磁屏蔽領(lǐng)域，然而基于有機(jī)溶劑的溶液共混工藝環(huán)保性不佳，限制了其實(shí)際應(yīng)用。水性聚合物材料，例如聚丙烯酸酯乳液等，具有可調(diào)節(jié)的成膜性能和環(huán)保的制備工藝，有望作為CPC的新型聚合物基材應(yīng)用于電磁屏蔽領(lǐng)域。石墨烯具有優(yōu)異的力學(xué)和電學(xué)性能，常用作CPC的導(dǎo)電填料。然而其與聚合物基質(zhì)間的界面相容性不佳，限制了CPC的性能提升。陜西科技大學(xué)馬建中教授與北京大學(xué)白樹林教授合作，提出利用水性苯丙乳液P(St-BA)中豐富的π共軛基團(tuán)與磺化石墨烯S-GNS形成π-π作用提升石墨烯在苯丙乳液中的分散和界面強(qiáng)度，制備了超薄、高導(dǎo)電的P(St-BA)/S-GNS電磁屏蔽復(fù)合涂層。利用拉曼、拉伸試驗(yàn)等手段證明了π-π作用的存在，分子動(dòng)力學(xué)模擬的計(jì)算結(jié)果也表明苯丙乳液聚合物-石墨烯之間的結(jié)合能高于純丙乳液聚合物-石墨烯間的結(jié)合能，為石墨烯水性涂料的基體選擇提出了理論依據(jù)。當(dāng)填料含量為20wt%時(shí)，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度提升了574%。填料含量為25wt%的復(fù)合材料在50 μm時(shí)的電磁屏蔽性能可達(dá)21.5 dB，滿足商業(yè)化電磁屏蔽材料的使用要求。涂層材料的電磁屏蔽性能在彎折1000次前后并無顯著變化，有望作為下一代柔性電磁屏蔽涂層用于皮革、電子器件、紡織等領(lǐng)域。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《Carbon》（IF=7.082）雜志上（DOI: 10.1016/j.carbon.2019.04.058）。

陜西科技大學(xué)博士生衛(wèi)林峰、青年教師張文博為本論文的共同第一作者，陜西科技大學(xué)馬建中教授和北京大學(xué)白樹林教授為論文的共同通訊作者。

作者特別感謝國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、政府間科技交流項(xiàng)目和陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的大力支持。

會(huì)員簡(jiǎn)介

馬建中，陜西科技大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師。主要從事水性高分子的設(shè)計(jì)合成、有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合材料的關(guān)鍵技術(shù)以及輕紡化學(xué)產(chǎn)品的技術(shù)與應(yīng)用等方面的研究。正在承擔(dān)或完成的縱向科研項(xiàng)目有30余項(xiàng)（其中包括973預(yù)研專項(xiàng)1項(xiàng)，863計(jì)劃1項(xiàng)，國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題1項(xiàng)等）。

白樹林，北京大學(xué)教授、主要從事長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的制備工藝開發(fā)；石墨烯填充高聚物熱界面復(fù)合材料的制備和性能；復(fù)合材料性能與微觀結(jié)構(gòu)關(guān)系等方面的研究。長(zhǎng)期從事高聚物基復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)行為的研究工作，在纖維增強(qiáng)、顆粒填充和共混高聚物復(fù)合材料領(lǐng)域取得了一些重要的研究成果。近幾年 主要研究工作集中在具有熱、力電綜合性能的石墨烯填充高聚物復(fù)材料主要研究工作。已經(jīng)發(fā)表雜志和會(huì)議論文140余篇。