High‐Performance Multifunctional Nanopapers with Superior Mechanical Strength, Electromagnetic Interference Shielding, and Thermal Management for Next‐Generation Electronics

材料科学 极限抗拉强度 电磁屏蔽 复合材料 柔性电子器件 电磁干扰 电磁干扰 热导率 纳米复合材料 数码产品 光电子学 纳米技术 电子工程 电气工程 工程类
作者
Fugang Hu,M. Li,Pengfei Li,Jinsong Zeng,Tianguang Wang,Jinpeng Li,Bin Wang,Wu Chen,Kefu Chen
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:35 (17) 被引量:11
标识
DOI:10.1002/adfm.202418899
摘要

Abstract Developing high‐performance multifunctional materials is critical for advancing integrated electronics and telecommunication systems. This study presents super‐strong, ultra‐flexible, conductive nanopapers featuring layered architectures, achieved by incorporating cellulose nanofibril‐modified MXene (CM9) and cellulose nanocrystals (CNCs) into an aramid nanofiber (ANF) network and silver nanowire (AgNW) framework through a multi‐stage vacuum filtration. The resulting nanopapers achieve remarkable tensile strength (701.82 MPa), outstanding toughness (101.86 MJ m −3 ), and a specific tensile strength of 486.67 MPa·g −1 ·cm 3 , notably outperforming that of titanium alloys (257 MPa·g −1 ·cm 3 ). In addition to their mechanical properties, the nanopapers exhibit high electrical conductivity (1139.48 S cm −1 ), resulting in superior electromagnetic interference (EMI) shielding effectiveness (EMI SE) of 62.28 dB with an ultra‐thin profile of 22.38 µm. The nanopapers also demonstrate excellent durability, maintaining an EMI SE of 60.16 dB after 20% stretching and 57.15 dB after 20 000 folding cycles, along with a tensile strength of 685.59 MPa. Additionally, they exhibit efficient photothermal conversion and electrothermal deicing capabilities, reaching a maximum temperature of 242.78 °C under applied voltage. With their unique combination of mechanical robustness, conductivity, and thermal performance, these nanopapers show great potential for next‐generation electronics, flexible displays, and high‐performance thermal management systems.
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