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From MXene Trash to Ultraflexible Composites for Multifunctional Electromagnetic Interference Shielding

材料科学 MXenes公司 电磁干扰 电磁屏蔽 复合材料 电磁干扰 复合数 光电子学 纳米技术 电子工程 工程类
作者
Yue Liu,Na Wu,Sinan Zheng,Yunfei Yang,Bin Li,Wei Liu,Jiurong Liu,Zhihui Zeng
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (44): 50120-50128 被引量:14
标识
DOI:10.1021/acsami.2c13849
摘要

The development of flexible composites based on the transition metal carbides/nitrides (MXenes) is gaining popularity because of MXenes' high application potentials for electromagnetic interference (EMI) shields. Here, we prepare a new type of ultraflexible composite films composed of "trashed" MXene sediment (MS) and waterborne polyurethane using a simple, facile solution casting approach. In addition to the outstanding mechanical strength and electrical conductivity, an extremely wide-range of MS contents can be achieved for the composites, resulting in EMI shielding effectiveness (SE) that may be controlled over a wide range. The X-band EMI SE of the flexible, low-density composites containing 70 wt % MS reaches 45.3 dB at a thickness of merely 0.51 mm. Moreover, the SE values of more than 34.5 dB in the ultrabroadband gigahertz frequency range including X-band, P-band, K-band, and R-band, are accomplished for the thin composites. Furthermore, the MS/WPU composite films show excellent electrothermal and photothermal performance, demonstrating the multifunctionalities of the MS-based EMI shields. Combined with the cost-efficient, sustainable, and scalable preparation approach, the ultraflexible, multifunctional composites from "trashed MXene" show great potentials for next-generation electronics. This work also opens a new avenue for the creation of innovative, high-performance, multifunctional flexible composites.
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