這項工作提出了一種簡單的工藝路線，以制備梯度微孔結構，即包含有石墨烯納米片的聚合物復合泡沫，從而實現分級的功能特性。通過在注射成型機中進行超臨界流體處理，然后在模腔中快速減壓發泡制備得聚合物/石墨烯復合泡沫是。復合材料泡沫內形成的微觀結構梯度，從剪切誘導的細長泡孔到更多各向同性的泡孔結構貫穿了整個模塑復合材料。這種獨特的微觀結構提供了分級的電學和熱學性能。納米復合泡沫的電導率、介電常數和熱導率分別增加了高達7個數量級、1340%和143%。特定的電磁屏蔽性能（EMI）高達45%。這項研究表明，發泡法為制造功能梯度的聚合物復合材料鋪平了道路，更好的應用于現有和新興領域，如電磁屏蔽、儲能材料和傳感器。
Figure 1.（A）HDPE/12.6% GnP復合泡沫在不同距離處的SEM圖(泡沫樣品具有7% VF)。(B)模塑樣品和尺寸的示意圖，復合材料在模具中的流動以及泡沫注射成型樣品的細胞形態。
Figure 2. (A)對于固體和泡沫(7% VF) HDPE/GnP復合材料在不同位置的滲透曲線，（C）固體和（B,E）泡沫復合材料在不同GnP含量下的DC電導率，（D）顯示了電導率增強的速率，（F）HDPE/GnP復合材料（含有12.6 vol.% GnP，7%VF）的寬帶電導率。
Figure 3．復合泡沫（7% VF）在10
+3赫茲下的(A) 真實介電常數和(D)介電損耗，不同GnP含量下，（B）介電常數和（E）介電損耗的增強速率。HDPE/GnP （含有12.6 vol.% GnP）復合材料的(C)寬帶真實介電常數和(F) 介電損耗。
Figure 4．HDPE/19vol% GnP和7%VF復合材料的比（A）EMI SE和(B)平均比EMI SE。
該研究工作由多倫多大學Tobin Filleter和Chul B. Park課題組于2021年發表在Carbon期刊上。原文：Electrically and Thermally Graded Microcellular Polymer/Graphene Nanoplatelet Composite Foams and Their EMI Shielding Properties。
轉自《石墨烯研究》公眾號
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