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同济大学石墨烯气凝胶巴克纸复合材料具有优异的电磁屏蔽性能

  成果简介
  非常需要具有带内电磁 (EM) 波传输和带外电磁波屏蔽特性的频率选择表面 (FSS)。最近元复合材料的兴起提供了一种构建 FSS 的新方法,它在一种材料中集成了双重负电磁特性和电磁干扰 (EMI) 性能。本文,同济大学Hongchun Luo等研究人员在《Carbon》期刊发表名为"Double Negative Electromagnetic Behavior and Electromagnetic Shielding Performance of Sandwich-like Buckypaper/Yttrium Iron Garnet-Graphene Aerogel/ Buckypaper Metacomposites"的论文,研究构建了具有夹层结构的巴克纸(BP)/钇铁石榴石(YIG)-石墨烯气凝胶(GA)/BP复合材料。
  在 BP 和 GA 中形成的导电网络以及 YIG 颗粒的磁共振的综合作用导致复合材料在 810MHz 至 1GHz 范围内具有 30wt% YIG 含量的复合材料的双重负性能。此外,由于阻抗匹配差和微波吸收性好,复合材料表现出很好的 EMI 特性。
  图文导读
  图1。BP/YIG-GA/BP 复合材料的合成过程示意图。
  图2。具有不同 YIG 含量的 BP/YIG-GA/BP 的 EM 参数。实际介电常数和磁导率 (a);介电损耗角正切和磁导率损耗角正切(b);高频范围内的真实介电常数和磁导率谱 (c);虚介电常数和磁导率(d);。按德鲁德模型 (e) 拟合;电抗 (f)
  图3。BP/YIG(20)-GA/BP(a)、BP/YIG(30)-GA/BP(b)、BP/YIG(40)-GA/BP(c)、BP(d)的SEM图;复合材料(e)的负渗透机制示意图。
  图 4。所述EMI SE Ť(a)中,SE甲(c)和SE - [R(d)作为频率的BP / YIG-GA / BP复合材料具有不同的YIG含量的函数; 复合材料的相对阻抗 (b)。
  图 5。BP/YIG-GA/BP的EMI屏蔽机制。
  图6。BP/YIG(30)-GA/BP 应用于 FSS 时的示意图
  小结
  本文成功构建了具有负介电常数和/或磁导率以及良好的 EM 微波屏蔽性能的元复合材料。BP 和独特的三明治都首次用于制造具有电磁屏蔽性能的双负超材料。本研究为制备可应用于 FSS 领域的基于双负参数的 EM 屏蔽材料提供了新的能力。
  文献:https://doi.org/10.1016/j.carbon.2021.06.079

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