這項(xiàng)工作提出了一種簡(jiǎn)單的工藝路線，以制備梯度微孔結(jié)構(gòu)，即包含有石墨烯納米片的聚合物復(fù)合泡沫，從而實(shí)現(xiàn)分級(jí)的功能特性。通過(guò)在注射成型機(jī)中進(jìn)行超臨界流體處理，然后在模腔中快速減壓發(fā)泡制備得聚合物/石墨烯復(fù)合泡沫是。復(fù)合材料泡沫內(nèi)形成的微觀結(jié)構(gòu)梯度，從剪切誘導(dǎo)的細(xì)長(zhǎng)泡孔到更多各向同性的泡孔結(jié)構(gòu)貫穿了整個(gè)模塑復(fù)合材料。這種獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)提供了分級(jí)的電學(xué)和熱學(xué)性能。納米復(fù)合泡沫的電導(dǎo)率、介電常數(shù)和熱導(dǎo)率分別增加了高達(dá)7個(gè)數(shù)量級(jí)、1340%和143%。特定的電磁屏蔽性能（EMI）高達(dá)45%。這項(xiàng)研究表明，發(fā)泡法為制造功能梯度的聚合物復(fù)合材料鋪平了道路，更好的應(yīng)用于現(xiàn)有和新興領(lǐng)域，如電磁屏蔽、儲(chǔ)能材料和傳感器。
Figure 1.（A）HDPE/12.6% GnP復(fù)合泡沫在不同距離處的SEM圖(泡沫樣品具有7% VF)。(B)模塑樣品和尺寸的示意圖，復(fù)合材料在模具中的流動(dòng)以及泡沫注射成型樣品的細(xì)胞形態(tài)。
Figure 2. (A)對(duì)于固體和泡沫(7% VF) HDPE/GnP復(fù)合材料在不同位置的滲透曲線，（C）固體和（B,E）泡沫復(fù)合材料在不同GnP含量下的DC電導(dǎo)率，（D）顯示了電導(dǎo)率增強(qiáng)的速率，（F）HDPE/GnP復(fù)合材料（含有12.6 vol.% GnP，7%VF）的寬帶電導(dǎo)率。
Figure 3．復(fù)合泡沫（7% VF）在10
+3赫茲下的(A) 真實(shí)介電常數(shù)和(D)介電損耗，不同GnP含量下，（B）介電常數(shù)和（E）介電損耗的增強(qiáng)速率。HDPE/GnP （含有12.6 vol.% GnP）復(fù)合材料的(C)寬帶真實(shí)介電常數(shù)和(F) 介電損耗。
Figure 4．HDPE/19vol% GnP和7%VF復(fù)合材料的比（A）EMI SE和(B)平均比EMI SE。
該研究工作由多倫多大學(xué)Tobin Filleter和Chul B. Park課題組于2021年發(fā)表在Carbon期刊上。原文：Electrically and Thermally Graded Microcellular Polymer/Graphene Nanoplatelet Composite Foams and Their EMI Shielding Properties。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
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