DOI: 10.1002/adma.201908496

为了解决电磁辐射污染问题，迫切需要超薄、轻质、柔性的电磁干扰（EMI）屏蔽材料。有效利用屏蔽层的微观结构进行设计至关重要，但最大限度地降低材料消耗的同时最大限度地提高EMI屏蔽效能（SE）仍然是一个巨大的挑战。在此，基于电纺聚合物纳米纤维上易于沉积的聚多巴胺辅助金属（铜或银）设计了新型微孔膜。这些膜可以有效地利用金属和聚合物纳米纤维的高连接微孔结构，以及它们之间的相互作用，以获得优异的导电性、机械柔性和超高的电磁干扰屏蔽性能。在膜厚仅为2.5μm，密度为1.6 g cm-3时，EMI SE在超宽带频率范围内达到53 dB以上，最低厚度为1.2μm时达到44.7 dB。归一化的特定SE高达232860 dB cm2 g-1，大大超过了以往报道的其它屏蔽材料。此外，该膜还具有抗菌、防水、透气性好、抗机械变形能力强、低压均匀加热等综合功能，为进一步开发利用新型高分子材料提供了广阔的应用前景。

图1.a）微孔膜中铜包裹的纳米纤维的SEM和AFM（高度比例尺为0-240 nm）图像。b）膜的横截面SEM图像。c）由高连接铜包裹的聚合物（pDA预涂尼龙）纳米纤维组成的微孔膜的示意图和微结构。d）大面积（4×7 cm2），柔性导电膜的照片。e）即使膜高度起皱，LED仍会持续发光。f）在低驱动电压（1 V）下，膜具有均匀的电热行为（温度范围为22.5-31.0℃）。g，h）不具有（g）和具有（h）铜层的微孔膜的接触角。i，j）纯聚合物纳米纤维膜（i）和铜包裹的聚合物纳米纤维膜（j）对大肠杆菌的典型抗菌性能（绿点对应于活细菌，红点对应于死细菌）。

图2.基于铜包裹的聚合物纳米纤维的微孔膜的EMI屏蔽性能。a）微孔膜在X波段中的EMI SE、b）电导率和密度以及c）EMI屏蔽机理。d）在10 GHz下，具有不同反应持续时间的铜纳米纤维的EMI屏蔽性能。e）不同厚度的铜纳米纤维在X波段中的EMI SE（2 h反应）。f）与铜纳米纤维的实验测量值相比，在整个X波段频率范围内的屏蔽性能的理论计算。g）超宽带频率范围内的铜纳米纤维的EMI SE，以及在1000次循环弯曲之前和之后的膜的X波段EMI SE。h）银包裹的尼龙聚合物纳米纤维（Ag NMs）在5.0和2.5 µm的厚度下的EMI屏蔽性能（SET，SEA和SER）。i）不同厚度的铜包裹PVDF聚合物纳米纤维膜（Cu-PVDF NMs）的EMI SE。

图3.铜纳米纤维屏蔽性能与其它屏蔽材料的比较：a）具有不同密度的材料的SE/d值，以及b）具有不同厚度的材料的SSE值。