北京
这种材料由中国安徽农业大学的研究人员开发。
中国研究人员最近研制出一种新型竹增强塑料，其强度提高81%，韧性提升173%，可用于为电子设备屏蔽不需要的电磁波。
这种突破性材料由位于合肥的安徽农业大学的一组科学家开发。据该团队称，这种新型复合材料主要不是反射电磁波。相反，它吸收大部分入射辐射，并减少二次干扰。
为了制造这种新型复合材料，团队使用了竹生物炭，这是一种在限氧环境中加热竹子所产生的富碳物质。这一过程被称为热解。
研究人员确信，这种材料可以为智能手机、笔记本电脑和其他电子设备屏蔽电磁干扰。团队表示：“通过将电磁防护与生物炭基材料的力学性能相结合，这一设计可为电子设备部件以及其他需要耐用屏蔽的应用提供开发指导。”
竹子如何阻挡电磁波
电磁干扰（EMI）是破坏电路的不需要的噪声或干扰。它通常由外部源引起，已成为电子制造商日益关注的问题。
然而，传统导电屏蔽材料往往会反射入射波，并产生额外干扰。为应对这一挑战，科学家转向竹生物炭，这是一种在几乎没有氧气的条件下加热竹生物质制成的富碳材料。
据报道，生物炭可作为标准导电填料的可再生替代品。然而，其低导电性以及与塑料较差的结合力可能限制其性能。
研究人员首先在氮气下加热竹粉以制备生物炭。随后，他们采用闪蒸焦耳加热（也称为欧姆加热或电阻加热），利用短暂的电能脉冲来改变碳结构。
接着，他们用APTES处理这些颗粒，这是一种用于改善与塑料结合力的化学品。改性后的生物炭随后被置于两种可生物降解塑料——聚乳酸（PLA）和聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）——层间，从而形成能够吸收并削弱电磁波的路径。
更强、更韧的塑料
在这项研究中，团队比较了含有未处理、闪蒸加热和化学改性生物炭的塑料，以及一种非层状版本。实验室测试发现，优化后的复合材料抗拉强度达到25.5兆帕（MPa）。其强度提高了81%。
与此同时，其韧性提高了173%，达到每立方米2.68兆焦耳，而其断裂前可拉伸能力也增加了一倍多，从11.5%上升到24.7%。这种材料的导电性也好得多。其电导率达到每厘米12.8西门子，而使用未处理生物炭的版本仅为1.7。
进一步测试发现，这种材料在8.2至12.4吉赫兹（GHz）频率下，对电磁干扰的平均屏蔽效果达到36.7分贝（dB）。另一方面，含有相同填料量的非层状复合材料仅达到7.5分贝。
除此之外，大部分屏蔽效果来自吸收电磁波（30.8 dB），而反射仅占5.9 dB。科学家认为，碳网络和层状结构迫使电磁波在塑料中传播更长的距离。
这项研究已发表在《可持续碳材料》杂志上。
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