近日，西北工業大學顧軍渭教授團隊在Advanced Materials期刊在線發表題為《Direct-Ink-Writing Printed Aerogels with Dynamically Reversible Thermal Management and Tunable Electromagnetic Interference Shielding》的研究論文。
 

　　電磁屏蔽材料結構的可控設計及性能可調性對其性能穩定性及適用性至關重要。本文提出了引入吸濕性鹽CaCl2以激活羧甲基纖維素(CMC)彈性行為的策略，并結合墨水直寫(DIW)3D打印解決了傳統電磁屏蔽材料結構設計精準性差和性能難以調控的瓶頸問題。以CaCl2交聯的CMC(CCMC)為基體，通過逐層DIW 3D打印沉積得到蜂窩結構(Ti3C2Tx/Fe3O4/CCMC)–(AgNW/CCMC)氣凝膠。蜂窩結構(Ti3C2Tx/Fe3O4/CCMC)–(AgNW/CCMC)氣凝膠具有良好的壓縮回彈性，可通過改變壓縮應變來調控該氣凝膠的電磁屏蔽性能。當打印填充密度為35%、Ti3C2Tx質量分數為40 wt%且氣凝膠壓縮應變為60%時，該氣凝膠電磁屏蔽性能最佳(80 dB)。同時，該氣凝膠具有優異的紅外隱身特性，可滿足高溫目標長期紅外隱身的應用需求。另外，該氣凝膠在干冷/濕熱的環境下可實現隔熱(0.08 W·m?1·K?1)/導熱(0.67 W·m?1·K?1)的可逆轉換。本工作制備的具有可調電磁屏蔽性能和動態可逆熱管理性能的多功能材料在惡劣環境防護、智能熱偽裝以及航空航天等領域展現出廣闊的應用前景。
 

　　化學與化工學院張雅莉副教授為本文的第一作者，顧軍渭教授和新加坡南洋理工大學周琨教授為本文的共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、陜西省自然科學基礎研究計劃項目、陜西省創新能力支撐計劃項目、中央高校基本科研業務費專項資金等基金項目的資助支持。
 

　　圖1 (Ti3C2Tx/Fe3O4/CCMC)–(AgNW/CCMC)氣凝膠的制備流程示意圖

 

圖2 墨水的流變性能及氣凝膠的微觀形貌
 

　　圖3 (Ti3C2Tx/Fe3O4/CCMC)–(AgNW/CCMC)氣凝膠的電磁屏蔽性能
 

　　圖4 (Ti3C2Tx/Fe3O4/CCMC)–(AgNW/CCMC)氣凝膠的紅外隱身性能

 

　　圖5 (Ti3C2Tx/Fe3O4/CCMC)–(AgNW/CCMC)氣凝膠的動態可逆熱管理性能