Enhanced Electromagnetic Shielding and Thermal Management Properties in MXene/Aramid Nanofiber Films Fabricated by Intermittent Filtration

材料科学 电磁屏蔽 复合材料 复合数 电磁干扰 芳纶 纳米纤维 微电子 电磁干扰 纳米复合材料 热导率 导电体 光电子学 纤维 电气工程 工程类
作者
Chenxu Liu,Yanan Ma,Yimei Xie,Junjie Zou,Han Wu,Shaohui Peng,Wei Qian,Daping He,Xin Zhang,Bao Wen Li,Ce‐Wen Nan
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (3): 4516-4526 被引量:35
标识
DOI:10.1021/acsami.2c20101
摘要

High-efficiency electromagnetic interference (EMI) shielding and heat dissipation synergy materials with flexible, robust, and environmental stability are urgently demanded in next-generation integration electronic devices. In this work, we report the lamellar MXene/Aramid nanofiber (ANF) composite films, which establish a nacre-like structure for EMI shielding and heat dissipation by using the intermittent filtration strategy. The MXene/ANF composite film filled with 50 wt % MXene demonstrates enhanced mechanical properties with a strength of 230.5 MPa, an elongation at break of 6.2%, and a toughness of 11.8 MJ·m3 (50 wt % MXene). These remarkable properties are attributed to the hydrogen bonding and highly oriented structure. Furthermore, due to the formation of the MXene conductive network, the MXene/ANF composite film shows an outstanding conductivity of 624.6 S/cm, an EMI shielding effectiveness (EMI SE) of 44.0 dB, and a superior specific SE value (SSE/t) of 18847.6 dB·cm2/g, which is better than the vacuum filtration film. Moreover, the MXene/ANF composite film also shows a great thermal conductivity of 0.43 W/m·K. The multifunctional MXene/ANF composite films with high-performance EMI shielding, heat dissipation, and joule heating show great potential in the field of aerospace, military, microelectronics, microcircuit, and smart wearable electronics.
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