随着高频高速5G时代的到来以及可穿戴设备的发展，对电磁屏蔽材料提出了更高的要求。金属材料虽具有良好信息时代电子电气设备的迅猛发展在给人们带来方便的同时，也产生了大量的负面效应，如电磁信息泄露、电磁环境污染和电磁干扰等新的环境污染问题。高性能电磁波屏蔽材料已成为解决电磁波污染的关键技术。的电磁屏蔽性能，但其密度大、易腐蚀等特点限制了其进一步应用。因此，发展高效、轻质、柔性、耐腐蚀金属基电磁波屏蔽材料是一项重大挑战。

近日，香港中文大学教授廖维新，中国科学院深圳先进技术研究院汪正平、孙蓉团队在国际纳米材料期刊Small上发表了最新研究成果 Anticorrosive, ultra-light and flexible carbon-wrapped metallic nanowire hybrid sponges for highly efficient electromagnetic interference shielding（《用于高性能电磁屏蔽的耐腐蚀轻质柔性碳包覆金属纳米线杂化泡棉》）。科研人员采用水热法和高温退火制备了碳包覆银纳米线杂化海绵（Ag@C），该Ag@C海绵具有超轻（极低的密度3.2 mg/cm³）、良好的力学性能（可弯折、扭曲，以及在90%压缩应变下完全回复）和优异的电磁波屏蔽性能（在X-band和Ku-band高于70 dB）。更为重要的是，由于壳层碳对银线的有效包覆及其特殊的多孔结构，Ag@C海绵表现出超疏水（水接触角158o）和优异的耐腐蚀性能（在pH=0的硝酸溶液下浸泡7天屏蔽性能无明显变化）。该杂化海绵结合了金属优异的屏蔽性能和碳材料的轻质、柔性和耐腐蚀等优点，综合性能远优于传统金属材料和普通碳材料。该工作为开发高效、轻质、柔性、耐腐蚀金属基电磁屏蔽材料提供了新的设计思路。香港中文大学博士生万艳君为论文第一作者，廖维新、孙蓉为论文的共同通讯作者，团队成员研究员朱朋莉和于淑会参与了该项研究工作。

此外，研究团队将廉价易得的纤维素纤维与氧化石墨烯相结合，通过调控二者比例、退火温度及气氛，开发了超轻（密度仅为2.83 mg/cm³）且力学性能优异的高效电磁屏蔽（47.8 dB）气凝胶（Carbon, 2017; 115: 629-639）。在该研究基础上，结合团队前期石墨烯复合材料的研究（Composites Science and Technology, 2016; 122: 27-35(Highly Cited Paper, Web of Science)；RSC Advances, 2016, 6(61): 56589-56598；Composites Science and Technology, 2017; 141: 48-55），团队还发展了一种掺杂石墨烯纸，通过对选取的大尺寸石墨烯进行碘掺杂，一方面大尺寸石墨烯具有较好的共轭结构，有利于提高其载流子传输；另一方面碘掺杂进一步提高了其载流子密度。因此，该掺杂石墨烯纸表现出优异的电磁波屏蔽性能（厚度仅为12.5微米，屏蔽效能高达52.2 dB）且力学性能相比于未掺杂石墨烯纸无明显下降（Carbon, 2017; 122: 74-81）。该研究工作为开发高性能石墨烯基屏蔽膜提供了新的方法。

相关工作得到了国家重点研发专项（2017YFB0406300）、香港研究资助局（T23-407/13-N）、先进电子封装材料广东省创新团队（2011D052）、广东省高密度电子封装关键材料重点实验室（2014B030301014）等项目的资助。

图1 高性能电磁屏蔽碳包覆银纳米线杂化海绵的制备：（a）Ag@C的制备示意图；（b）碳化前与（c）碳化后杂化海绵示意图及实物图；（d）不同形状的杂化海绵，表现出优异的力学性能；（e）杂化海绵屏蔽电磁波原理示意图。

图2 杂化海绵形貌结构及其在不同厚度和频段下的电磁屏蔽性能 

图3 经硝酸（pH=0）溶液浸泡7天后杂化海绵的屏蔽性能和形貌结构