用于高效電磁干擾屏蔽和應變傳感的多功能柔性AgNW/MXene/PDMS復合薄膜
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上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業研發生產光學儀器及其零配件的高科技企業，公司2005年成立在上海閔行零號灣創業園區，專業的光電鍍膜公司，技術背景依托中國科學院，卷柔產品主要涉及光學儀器及其零配件的研發和加工；光學透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監控等光學鍍膜產品的開發和生產，為全球客戶提供上等的產品和服務。
隨著5G通信技術和智能可穿戴電子產品的發展，高集成度的電子設備在現代生活中的需求量極大。然而，這些電子設備所發射出的電磁輻射將對人體健康和電子元器件的正常運行帶來不利影響。不幸的是，這種趨勢會隨著電子信息技術的快速迭代而進一步擴大。因此，開發具有高柔韌性和功能完整性的電磁干擾（EMI）屏蔽材料以應對迫切的屏蔽需求至關重要。迄今為止，碳材料、金屬納米線、二維過渡金屬碳化物和/或氮化物（MXene）已被研究人員廣泛應用于屏蔽電磁輻射。形如復合紙/膜的復合材料在抵抗電磁輻射中取得了較好的應用，在超薄的功能層厚度下實現了優異的EMI屏蔽效率。然而，依靠單一的功能材料或將導電材料簡單的混合，難以使其優勢*大化。此外，復合紙/膜具有差的柔韌性和有限的機械應變穩定性，這些特性使其難以應用于靈活的人體屏蔽應用以及應變傳感的集成。除了薄膜材料外，柔性屏蔽材料（氣凝膠、水凝膠、泡沫以及柔性復合材料）因其良好的柔韌性和彈性被用于各種EMI屏蔽應用中。但是，為了獲得可觀的屏蔽性能，柔性屏蔽材料難以避免的需要高填料比和大的厚度，這將使其喪失經濟優勢并限制其使用范圍。為了克服這些挑戰，迫切需要設計一種新的策略用于開發高性能屏蔽材料，以滿足其應用場景日益復雜化的需求。同時，隨著柔性和可穿戴電子產品的快速發展，新興的屏蔽應用除了要在超薄的功能層厚度下實現高效的EMI屏蔽性能外，還應有利于應變傳感性能的集成。因此，急需利用高效的結構設計制備出具有**EMI屏蔽性能和應變傳感性能的復合材料。在電磁干擾屏蔽和可穿戴柔性器件領域，同時實現高效的電磁干擾屏蔽和人體運動監測是十分必要的。在這項工作中，浙江工業大學潘軍&何青泉教授團隊報道了由AgNW/MXene三明治結構和柔性PDMS襯底構建的基于超薄導功能層的多功能復合膜，該復合膜集成了高效的電磁干擾屏蔽和應變傳感性能。復合膜在導電層厚度僅為1 μm時，表現出高達50.82dB的屏蔽效率以及良好的機械穩定性。此外，得益于銀納米線的加強作用，該復合膜作為應變傳感器具有高靈敏度（GF=468）、線性機電響應以及極低檢測限，其作為可穿戴應變傳感器在運動檢測和發聲識別中表現出良好的應用前景。這項工作克服了固有柔性屏蔽材料的缺點，為多功能柔性屏蔽材料和可穿戴傳感器的集成設計提供了新的策略。相關研究以“Multifunctional Flexible AgNW/MXene/PDMS Composite Films for Efficient Electromagnetic Interference Shielding and Strain Sensing”為題發表在ACS Applied Materials & Interfaces期刊上。Fig 1. (a) Schematic diagram of the synthesis process of multifunctional flexible AgNW/MXene/PDMS composite films. (b) XRD patterns of the AgNW, Ti3AlC2, MXene, and AgNW/MXene/PDMS composite films. (c) TEM image of a single AgNW. (d) TEM image of MXene. The inset shows Tyndall effect of MXene dispersion. (e) Digital photograph of the AgNW/MXene/PDMS composite films. (f, g) SEM images of the composite films with different magnifications.
Fig 2. (a) EMI SE and (b) SER, SEA, and SET of the AgNW/PDMS, MXene/PDMS, and AgNW/MXene/PDMS composite films. EMI SE of the AgNW/MXene/PDMS composite films with (c) different AgNW/MXene relative contents and (d) different AgNW/MXene area fractions. (e) SER, SEA, and SET of the AgNW/MXene/PDMS composite films with different AgNW/MXene area fractions. (f) EMI SE relative increase rate for different AgNW/MXene area fractions.Fig 3. (a) R, A, and T of the AgNW/MXene/PDMS composite films with an area fraction of 3.2 g/m2 in different X bands. (b) EMI SE change in the AgNW/MXene/PDMS composite films upon repeated bending and stretching. (c) Comparison of the EMI SE of AgNW/MXene/PDMS composite films under different temperature conditions a month later. (d) Comparison of EMI SE values of the AgNW/MXene/PDMS composite films with the other reported materials. (e) EMI shielding mechanism of the AgNW/MXene/PDMS composite films.
Figure 4. Relative resistance changes of the AgNW/MXene/PDMS composite films (a) with different mass fractions of AgNW/MXene and (b) strain for a tensile strain in the range of 0 to 68%, from which the gauge factor (GF) was calculated. (c) Response curve with an applied strain of 5% shows a response time of 0.2 s. (d) Reponse to a strain between 0 and 0.1%. (e) Strain performance curves with different deformation frequencies under 5% strain. (f) Strain performance curves under different tensile deformations. Monitoring of human motion using the AgNW/MXene/PDMS composite films (g) knee bending, (h) finger bending, and (i) swallowing action.Fig 5. (a) Schematic of speech recognition by AgNW/MXene/PDMS composite films. Phonation when the wearer says (b) a single letter such as “Z”, “J”, “U”, and “T”, and a single word such as (c) “nihao” and (d) “help”. (e) Strain performance curve for 1000 tension-release cycles.本文通過真空輔助過濾和轉移方法制備了具有優異電磁干擾屏蔽和應變傳感性能的多功能柔性AgNW/MXene/PDMS復合薄膜。通過組裝AgNW/MXene三明治結構，巧妙地構建了堅固高效的三維導電網絡。AgNW/MXene/PDMS復合膜具有優異的電磁干擾屏蔽效率，即使面積分數僅為3.2 g/m2（厚度僅為1μm），其屏蔽效率依然達到50.82 dB，并表現出優異的機械和環境穩定性。此外，該復合薄膜作為可拉伸應變傳感器具有應變靈敏度高(GF=468)、響應速度快(0.2 s)、檢測限低(0.1%)等特點，在人體運動檢測，特別是語音識別等實際應用中表現出巨大潛力。多功能柔性AgNW/MXene/PDMS復合薄膜在未來柔性屏蔽材料、可穿戴電子設備以及人體運動檢測及輻射防護等方面具有廣闊的應用前景。
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上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業研發生產光學儀器及其零配件的高科技企業，公司2005年成立在上海閔行零號灣創業園區，專業的光電鍍膜公司，技術背景依托中國科學院，卷柔產品主要涉及光學儀器及其零配件的研發和加工；光學透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監控等光學鍍膜產品的開發和生產，為全球客戶提供上等的產品和服務。
采用德國薄膜制備工藝，形成了一套具有嚴格工藝標準的閉環式流程技術制備體系，能夠制備各種超高性能光學薄膜，包括紅外薄膜、增透膜，ARcoating,激光薄膜、特種薄膜、紫外薄膜、x射線薄膜，應用領域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫用激光器、光學科研，紅外制導、面部識別、VR/AR應用,博物館，低反射櫥窗玻璃，畫框，工業燈具照明，廣告機，點餐機，電子白板，安防監控等。
卷柔新技術擁有自主知識產權的全自動生產線【sol-gel溶膠凝膠法鍍膜線】，這條生產線能夠生產全球先進的減反射玻璃。鍍膜版面可達到2440*3660mm，玻璃厚度從0.3mm到12mm都可以,另外針對PC,PMMA方面的增透膜也具有量產生產能力。ARcoating減反膜基本接近無色,色彩還原性好，并且可以避免了磁控濺射的缺點，鍍完增透膜后玻璃可以做熱彎處理和鋼化處理以及DIP打印處理。這個難度和具有很好的應用性，新意突出，實用性突出，濕法鍍膜在價格方面也均優于真空磁控的干法。
卷柔減反射(AR)玻璃的特點:高透,膜層無色,膜硬度高,抗老化性強(耐候性強于玻璃),玻璃長期使用存放不發霉,且有一定的自潔效果.AR增透減反膜玻璃產品廣泛應用于**文博展示、低反射幕墻、廣告機玻璃、節能燈具蓋板玻璃、液晶顯示器保護玻璃等多行業。
我們的愿景：卷柔讓光學更具價值！
我們的使命：有光的地方就有卷柔新技術！
我們的目標：以高質量的產品，優惠的價格,貼心的服務，為客戶提供優良的解決方案。
上海卷柔科技以現代鍍膜技術為核心驅動力，通過鍍膜設備、鍍膜加工、光學鍍膜產品服務于客戶，努力為客戶創造新的利潤空間和競爭優勢，為中國的民族制造業的發展貢獻力量。
