随着目前电子产品的快速发展，其产生的电磁辐射和干扰问题日趋严重。纳米碳材料具有高的电导率作为电磁屏蔽材料备受关注。尤其石墨烯具有均一的sp2杂化的芳环结构有较好的欧姆损失，能产生较好的电磁屏蔽效果。采用氧化石墨烯（GO）作为原料构筑3D网络结构的石墨烯气凝胶更有利于石墨烯的分散问题。而氧化石墨烯表面含有大量的含氧化能团，因此，需要热还原获得高的电导率。在热还原过程中含氧管能团移除和缺陷的修复增强其欧姆损失的同时，其缺陷位点减少导致极化损失降低。在此过程中二者存在一个损失最大平衡点，因此，选择合适的热还原温度至关重要。目前，合适的热还原温度仍未报到。

 近日，陈成猛团队在石墨烯/碳纳米管复合材料作为柔性电磁屏蔽材料方面取得进展。本团队通过简单、高效的一步冷冻-干燥法制备了具有3D网络结构的石墨烯/碳纳米管复合泡沫。然后分别通过高温1200-1600 ℃碳化和超高温2800℃石墨化得到还原的石墨烯泡沫。通过XRD和Raman光谱研究了其石墨化程度及结构缺陷演变，且通过元素分析了含氧化能团的移除情况。最后，利用柔性的PDMS作为基体通过真空-高压交替浸渍法填充泡沫得到柔性的电磁屏蔽复合材料。利用矢量网络分析仪的波导模式测试了复合材料在X带（8.2-12.4 GHz）的屏蔽效能。结果表明，在1400℃热处理后屏蔽效能（EMI SE）最大值达到54.43dB和比效能(SSE)高达87.86dB·cm3/g，并且填料含量仅为0.98%，远高于已有文献中的报道。如图1，这是由于此时高电导率引起的欧姆损失和残留的缺陷导致极化损失达到最大平衡点。同时，在3D结构中添加1D碳纳米管能更有效地提高其结构连续性增强电子的传输，从而能有效的衰减电磁波能。此外，对比PDMS基体材料，热导率提高193%和压缩强度从1.40 MPa 提高1.94 MPa表明热学和力学性能得到很大的提高。因此，该石墨烯/碳纳米管/PDMS复合材料有效地实现结构功能一体化。相关研究成果近期已发表在Composites Part A: Applied Science and Manufacturing.杂志上 (DOI: 10.1016/j.compositesa.2019.105712)，论文第一作者为硕士研究生贾辉，通讯作者为孙国华副研究员、陈成猛研究员。

电磁屏蔽效能和屏蔽机理