DOI: 10.1016/j.compscitech.2022.109540

电子通信技术的发展使得电磁（EM）环境愈加复杂，高性能电磁干扰（EMI）屏蔽材料的设计迫在眉睫。在这项工作中，使用纤维素纳米纤维（CNF）和MXene，通过逐层真空过滤的方法来构建具有可控导电梯度的有序多层复合薄膜。该薄膜由4个过渡层（低MXene含量）和1个反射层（高MXene含量）组成，不仅有效减少了EM波在材料表面的反射，而且大大增加了反射电磁波的多次内反射。此外，MXene提供的介电损耗以及界面极化与损耗的协调有助于提高薄膜的EMI屏蔽效率（EMI SE）（39dB）和吸收效率（28dB）。并且实际应用模拟证明该复合膜可以限制手机通讯信号。此外，珍珠层结构由一维CNF和二维MXene构成，其抗拉强度高达90.5±6.7MPa，断裂伸长率为8.0±1.0%。因此，该工作为制备具有高EMI屏蔽和力学性能的梯度复合薄膜提供了一种可行的方法，其有望成为新一代智能电子设备应用的理想选择。

图1.（a）d-Ti3C2Tx纳米片的制备过程示意图。（b）m-Ti3C2Tx的SEM显微照片。（c）d-Ti3C2Tx（MXene）的TEM显微照片。（d）MAX和MXene的XRD图谱。

图2.（a）CNF/MXene复合薄膜的制备示意图。（b）不同MXene含量的CNF/MXene复合薄膜的XRD图谱。（c）-（j）CNF/MXene复合薄膜的SEM图像，其中MXene的重量百分比在0-100wt%之间变化。

图3.不同MXene含量的CNF/MXene复合薄膜的（a）电导率、（b）EMI SE、（c）SER、SEA、SET以及（d）R、A、T值。

图4.（a）CNF/MXene梯度复合薄膜的制备示意图。（b-d）均质梯度CNF/MXene复合薄膜断口的SEM图像以及C和Ti元素的相应EDS映射。

图5.（a）均质梯度CNF/MXene复合薄膜的EMI SE，（b）SER、SEA、SET以及（c）R和A值。CNF/MXene复合薄膜的EMI SE、SER、SEA以及R和A值：（d-f）CNF/MXene（0-5-10-15）和CNF/MXene（0-10-20-30），（g-i）CNF/MXene（0-5-10-15-100）、CNF/MXene（0-10-20-30-100）、CNF/MXene（0-10-20-30-70）和CNF/MXene（0-5-10-15-70）。

图6.CNF/MXene梯度复合膜在不同入射方向的EMI SE值：（a）CNF/MXene（0-10-20-30-70），（b）CNF/MXene（0-5-10-15-100）。（c）将CNF/MXene（0-5-10-15-100）复合薄膜的EMI SE/t与先前文献进行比较。（d）CNF/MXene（0-5-10-15-100）复合膜用于EMI屏蔽的实际应用模拟。

图7.CNF/MXene（0-5-10-15-100）复合薄膜和均质CNF/MXene复合薄膜的EMI屏蔽机理。

图8.均质梯度CNF/MXene复合薄膜的力学性能。（a）均质梯度CNF/MXene复合薄膜的拉伸应力-应变曲线。（b）不同梯度的CNF/MXene复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率。