◎本报记者 李赫
在日常生活和工作中，电子设备在运行过程中会产生电磁辐射，可能对人们的健康产生不利影响。 各种设备之间的电磁干扰也会严重影响电子设备的性能和正常工作。 因此，开发新型电磁屏蔽材料，特别是高性能电磁屏蔽材料是解决电磁污染的关键。
如今，各种电子设备越来越多地应用于人们的生活和工作中，但是电子设备在运行过程中会产生电磁辐射，可能会对人们的健康产生不良影响，而且设备之间的电磁干扰也会造成信号拦截、数据丢失等，这将严重影响电子设备的性能和正常运行。 特别是随着物联网、自动驾驶、可穿戴设备的发展，电子设备变得越来越复杂、越来越小，精度要求也越来越高。 为了保证这些高集成度、大功率电子设备的正常工作，电磁干扰屏蔽至关重要。
解决电磁污染的关键是开发新型电磁屏蔽材料，特别是具有优异机械强度和可靠性的超薄、轻量化、高性能电磁屏蔽材料。 日前，北京航空航天大学化学学院研究员衡丽萍团队研制出一种具有超润滑界面的还原氧化石墨烯/液态金属（S-rGO/LM）异质层状纳米复合材料，可用于高性能、稳定的电磁屏蔽。 相关研究成果发表在国际学术期刊《美国化学会·纳米》上。
利用石墨烯开发高性能柔性电磁屏蔽材料
电磁屏蔽材料是能够通过吸收和反射来衰减电磁波能量的传播，从而有效抑制电磁干扰和污染的功能材料。
人们希望电子设备在工作时既不会受到外界电磁波的干扰，也不会辐射电磁波干扰其他设备或危害人体健康。 因此，电子设备在运行时，自身产生的电磁波需要被吸收，而入射的电磁波则需要被反射或吸收。 铜、铝等金属是常用的电磁屏蔽材料，但其易腐蚀、致密、重，且主要反射电磁波，会造成二次电磁污染。 尤其是传统金属材料不具备柔性，难以应用于柔性电磁屏蔽领域。
镓基液态金属（LM）是目前柔性电子制造中应用最广泛的材料，这主要归功于其低熔点、低粘度、高导电性和导热性等物理特性。 衡立平表示，随着具有室温流动性的金属镓及镓基合金液态金属材料研究的逐步深入，它们在柔性电磁屏蔽材料领域表现出了相当大的潜力。
然而，现有的镓基液态金属电磁屏蔽材料一般需要与绝缘聚合物基材共混才能获得具有一定机械强度的实用电磁屏蔽材料。 材料的导电率和导磁率越好，电磁屏蔽效果越高。 镓基液态金属电磁屏蔽材料与绝缘聚合物基材共混，会失去镓基液态金属的导电性，使电磁屏蔽性能达不到最佳水平。 利用同样具有超高导电率的基材构建液态金属柔性复合材料已成为提高液态金属柔性电磁屏蔽复合材料性能的关键。 于是，石墨烯进入了衡丽萍团队的视线。
石墨烯具有优异的光学、电学和机械性能，并且能保持良好的导电性。 氧化石墨烯（GO）还对镓基液态金属起到良好的桥联作用，因此可以在S-rGO/LM材料内部形成连续完整的导电网络。 该材料厚度仅为33微米，可屏蔽99%的入射电磁波，且X波段电磁屏蔽效率较高。
可用作防冰、除冰功能材料
聚二甲基硅氧烷（PDMS）具有耐热、耐寒、耐水、导热和良好的化学稳定性，良好的电绝缘性和疏水性，可在-50℃-200℃下长期使用。 目前，PDMS已广泛应用于绝缘润滑、防震、油尘、热载体等领域。
该团队首先将S-rGO/LM材料浸涂在稀释的PDMS溶液中，然后旋涂硅油以赋予其超润滑性能。 衡立平表示，得益于材料本身的稳定性和超润滑界面的协同保护，S-rGO/LM材料在极端工作温度下发生严重机械磨损后仍能保持良好的电磁屏蔽能力。
S-rGO/LM材料除了具有优异的电磁屏蔽性能外，还具有优异的热管理性能。 实验表明，在1个太阳光功率（100 mW/cm2）的照射下，S-rGO/LM材料的表面温度可在40秒内达到47.5℃。 这说明在低温地区生活网报道，S-rGO/LM也可以作为具有防冰和除冰功能的材料。
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