Lightweight MXene Composite Films with Hollow Egg-Box Structures: Enhanced Electromagnetic Shielding Performance Beyond Pure MXene
Yijie Wang, Chenxiang Zhao, Yunze Tian, Yue Sun, Mengfei Zhang, Kangjing Wang, Bihua Xia, Yang Wang, Ting Li, Xuhui Zhang, Jing Huang, Shibo Wang, Weifu Dong,* Jinliang Qiao*. Advanced Science 2025, 2411932.
文章链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202411932
近日，本研究中心与中国石化北京化工研究院乔金樑团队合作在电磁干扰（EMI）屏蔽领域取得了进展，成功开发出具备空心蛋盒结构的MXene复合膜。该工作在Advanced Science期刊上发表“Lightweight MXene Composite Films with Hollow Egg-Box Structures: Enhanced Electromagnetic Shielding Performance Beyond Pure MXene”。这一创新结构有效解决了纯MXene材料因高反射率引发的二次电磁污染问题，并在电磁屏蔽能力上全面超越了传统纯MXene膜。
研究结果表明，通过引入空心蛋盒结构，复合膜的反射率由0.98降至0.54，吸收率由0.02提升至0.45。与纯MXene膜相比，空心蛋盒结构的MXene复合膜在电磁屏蔽效率（EMI SE）和比屏蔽效能（SSE/t）方面均有显著提升。特别是在12.4 GHz频率下，复合膜的峰值EMI SE达到69.19 dB，是纯MXene的1.3倍；峰值SSE/t则达到27888 dB·cm²·g⁻¹，为纯MXene的1.4倍。此外，空心蛋盒结构的应用减少了MXene的用量，降低了整体成本。
此外，空心蛋盒结构赋予复合膜优异的轻量化特性，使其在保持低密度的同时，实现了卓越的电磁屏蔽性能和出色的耐水性能。相比传统的MXene膜、泡沫及气凝胶材料，研究团队开发的复合膜在电磁屏蔽效果和比屏蔽效能上均表现出色，展示了广阔的应用前景。这种适用于MXene复合膜材料的空心蛋盒结构，预计将在航空航天、微电子和可穿戴设备等高科技领域为未来轻质材料中先进EMI设备的发展提供了新的思路和技术支持，具有重要的实际应用价值和推广潜力。
