Integration of Multiple Heterointerfaces in a Hierarchical 0D@2D@1D Structure for Lightweight, Flexible, and Hydrophobic Multifunctional Electromagnetic Protective Fabrics

材料科学 反射损耗 复合数 静电纺丝 纳米技术 异质结 光电子学 复合材料 聚合物
作者
Shuo Zhang,Xuehua Liu,Chenyu Jia,Zhengshuo Sun,Haowen Jiang,Zirui Jia,Guanglei Wu
出处
期刊:Nano-micro Letters [Springer Science+Business Media]
卷期号:15 (1) 被引量:117
标识
DOI:10.1007/s40820-023-01179-2
摘要

The development of wearable multifunctional electromagnetic protective fabrics with multifunctional, low cost, and high efficiency remains a challenge. Here, inspired by the unique flower branch shape of "Thunberg's meadowsweet" in nature, a nanofibrous composite membrane with hierarchical structure was constructed. Integrating sophisticated 0D@2D@1D hierarchical structures with multiple heterointerfaces can fully unleash the multifunctional application potential of composite membrane. The targeted induction method was used to precisely regulate the formation site and morphology of the metal-organic framework precursor, and intelligently integrate multiple heterostructures to enhance dielectric polarization, which improves the impedance matching and loss mechanisms of the electromagnetic wave absorbing materials. Due to the synergistic enhancement of electrospinning-derived carbon nanofiber "stems", MOF-derived carbon nanosheet "petals" and transition metal selenide nano-particle "stamens", the CoxSey/NiSe@CNSs@CNFs (CNCC) composite membrane obtains a minimum reflection loss value (RLmin) of -68.40 dB at 2.6 mm and a maximum effective absorption bandwidth (EAB) of 8.88 GHz at a thin thickness of 2.0 mm with a filling amount of only 5 wt%. In addition, the multi-component and hierarchical heterostructure endow the fibrous membrane with excellent flexibility, water resistance, thermal management, and other multifunctional properties. This work provides unique perspectives for the precise design and rational application of multifunctional fabrics.
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