我国科研人员用瓦楞纸制备高效电磁屏蔽材料

 

　　联合国人类环境会议早在1969年就将电磁辐射列为继水、大气、噪声污染之后的第四大公害。电磁屏蔽材料是一类能够通过吸收和反射等方式来衰减电磁波能量传播以有效抑制电磁干扰和污染的功能材料。

 

　　中国科学院宁波材料技术与工程研究所高分子事业部研究员郑文革和副研究员沈斌一直致力于高效电磁屏蔽材料的开发，前期已经在电磁屏蔽材料的制备以及性能研究方面取得一系列进展。

 

　　近期，该团队又从“变废为宝”和可持续发展的角度出发，利用生物质废弃物或生活废弃物来设计和制备了轻质高效电磁屏蔽材料。

 

　　瓦楞纸板是目前最为常见的包装材料。

 

　　我国快递行业发展迅猛，包装材料用量巨大，2016年我国快递行业消耗的包装箱总量约86亿个，但是我国快递包装材料的总体回收率不到20%，只有发达国家一半左右，快递包装成了不小的污染源。

 

　　在日常生活中，每个人将纸板直接扔进垃圾箱是很平常的事情，如何循环利用废弃瓦楞纸板，值得深入思考。

 

　　在该研究中，鉴于瓦楞纸板具有特殊的结构（锯齿形折叠结构夹于两个平行平面之间），科研人员通过直接碳化和环氧涂层增强的方式设计和制备了高性能碳化瓦楞纸板（CCB）作为轻质结构电磁屏蔽材料（如下图），密度仅为约0.07-0.17g/cm3的CCB样品具有优异的电磁屏蔽效能（约46.0-82.0dB）和比屏蔽效能（约325-1171dB/(g/cm3)），而屏蔽性能跟CCB碳化温度或结构类型密切相关。

 

　　进一步地，科研人员在CCB表面上进一步构建了超薄石墨烯皮层，以达到降低碳化温度并保持电磁屏蔽性能的效果，为节能提供了一种有效而简便的方法。

 

　　相关结果已发表于国际期刊ACS Sustainable Chemistry&Engineering,2019,7,18718-18725。

 

　　上述CCB电磁屏蔽材料与以前报道的其他碳泡沫材料相比表现出更加优异的屏蔽性能，说明这些结构对轻质和高性能屏蔽材料的制备具有很重要的参考意义。