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  無線通信和大量電子設(shè)備的廣泛使用提高了我們的生活水平，隨之而來的電磁輻射污染在無形中嚴(yán)重影響人們的生活。不僅對精密電子設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，而且嚴(yán)重危害人體健康。因此在有效利用電磁波的同時(shí)，研究電磁屏蔽材料對解決電磁污染具有重要意義。另外，隨著電子設(shè)備的小型化和高頻化發(fā)展，在電子設(shè)備的使用過程中，熱量的積累正成為另一個(gè)嚴(yán)重的難題。因此，迫切需要開發(fā)具有高導(dǎo)熱率的高性能電磁屏蔽材料。

  謝蘭教授團(tuán)隊(duì)長期從事生物質(zhì)基新材料的研究工作，圍繞“構(gòu)建結(jié)構(gòu)與功能化一體的高性能生物質(zhì)基新材料”關(guān)鍵問題，從“多層次結(jié)構(gòu)調(diào)控-表面/界面作用機(jī)制分析-高性能/功能化實(shí)現(xiàn)-指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用”幾個(gè)方面開展了系統(tǒng)性研究工作，并取得一系列研究成果（Chemical Engineering Journal, 2020, 397, 125297；Composites Part B: Engineering, 2020, 203, 108467; Macromolecules, 2015, 48, 2127; Materials Horizons, 2014, 1, 546; ACS Sustainable Chemistry & Engineering,2017, 5, 3279; Biomacromolecules, 2016, 17, 985;CS Sustainable Chemistry & Engineering, 2016, 4, 334; Applied Surface Science, 2020, 502, 144098. Applied Surface Science, 2020, 517, 146135;…….）

圖1. 基于填料多尺度設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)基高分子的高性能與多功能化。圖片來源詳見論文（A部分：Chemical Engineering Journal, 2020, 383, 123072（高被引論文）; B部分: ACS Sustainable Chemistry &Engineering, 2020, 8, 4427; C部分：Journal of Materials Chemistry A, 2020, 8, 14506.）

  為了提高聚合物導(dǎo)熱性能，謝蘭教授團(tuán)隊(duì)前期利用強(qiáng)剪切流動場與層層自組裝技術(shù)，從多維填料協(xié)同、多元異質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（圖1B/C）及填料多尺度構(gòu)建（圖1C）等方面搭建有序?qū)訝罹W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，研究了生物質(zhì)基復(fù)合材料“結(jié)構(gòu)-界面熱阻-導(dǎo)熱性能”的關(guān)系（圖1），最終實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)基復(fù)合材料的強(qiáng)韌性及其高導(dǎo)熱性能。

圖2. 高導(dǎo)熱的NFC/Fe₃O₄＆CNT/PEO薄膜的電磁屏蔽效果展示及其機(jī)理示意圖。

  基于前期研究工作，謝蘭教授團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步采用“交替多層”設(shè)計(jì)思路構(gòu)建了包含納米纖維素/四氧化三鐵（NFC/Fe₃O₄）層和碳納米管/聚環(huán)氧乙烷（CNT/PEO）層的交替多層薄膜。其復(fù)合膜展現(xiàn)了優(yōu)異的電導(dǎo)率、導(dǎo)熱系數(shù)以及出色的電磁屏蔽效能（EMI SE）。NFC/Fe₃O₄＆CNT/PEO柔性薄膜同時(shí)具有出色的EMI SE和導(dǎo)熱系數(shù)，在通信行業(yè)，便攜式電子設(shè)備和機(jī)器人關(guān)節(jié)中具有潛在的應(yīng)用前景。

圖3.復(fù)合材料的導(dǎo)熱與電磁屏蔽性能。

  本研究成果第一作者為貴州大學(xué)材料與冶金學(xué)院2018級碩士研究生李毅，通訊作者是薛白博士和謝蘭教授。其研究成果以題為“Flexible multilayered films consisting of alternating nanofibrillated cellulose/Fe₃O₄ and carbon nanotube/Polyethylene oxide layers for electromagnetic interference shielding” 發(fā)表在《Chemical Engineering Journal》（簡稱CEJ, IF= 10.65）（Chemical Engineering Journal 410 (2021) 128356）。

  相關(guān)研究成果要特別感謝貴州大學(xué)劉迅成教授、鄭榮宗教授的支持。同時(shí)相關(guān)工作得到國家自然科學(xué)基金（編號：201604016，51763003和51963003），貴州省基礎(chǔ)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（No. 20201Z044），貴州省優(yōu)秀青年科技人才項(xiàng)目[2019]5665，貴州省青年科技拔尖人才項(xiàng)目[2017]061等項(xiàng)目的支持。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.128356

團(tuán)隊(duì)與合作者介紹：

謝蘭，工學(xué)博士，教授，博導(dǎo)。貴州省優(yōu)秀青年科技人才、貴州省青年拔尖人才�，F(xiàn)任貴州大學(xué)特聘教授、國家復(fù)合材料改性中心特聘研究員、中國復(fù)合材料導(dǎo)熱委員會委員，從事生物質(zhì)基新材料及先進(jìn)功能復(fù)合材料研究。目前，作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人主持項(xiàng)目9項(xiàng)，其中包括國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、貴州省基礎(chǔ)計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目等。發(fā)表論文52篇，其中在Materials Horizons、Journal of Materials Chemistry A、Macromolecules等國際權(quán)威期刊共發(fā)表一作/通訊期刊論文32 篇，其中影響因子>10的論文5篇，6篇文章作為封面、封底與網(wǎng)站導(dǎo)讀文章。研究成果多次被中國改革報(bào)等國內(nèi)新聞媒體報(bào)道，在國際國內(nèi)會議、高校做口頭和邀請報(bào)告二十余次，擔(dān)任Chemical Engineering Journal等國際重要學(xué)術(shù)期刊通訊評審人。獲2017貴州省科技進(jìn)步“三等獎(jiǎng)”，貴州大學(xué)2017卓越基金獎(jiǎng)“二等獎(jiǎng)”，2020年論文高被引研究者。現(xiàn)任四川天星智能包裝股份有限公司等公司特聘專家。

薛白，1989年出生，工學(xué)博士，碩士生導(dǎo)師，現(xiàn)任貴州大學(xué)校聘副教授，貴州省青年成長人才。2011年到2017年在四川大學(xué)攻讀材料學(xué)專業(yè)碩士和博士學(xué)位。目前主要從事功能化生物基高分子的制備與研究，導(dǎo)電、導(dǎo)熱高分子復(fù)合材料的制備及功能化油墨的開發(fā)，加工過程中流動場對高分子形態(tài)結(jié)構(gòu)的調(diào)控以及高分子高性能化研究。在Chemical Engineering Journal、Composites Part B、Journal of Materials Chemistry A、Industrial & Engineering Chemistry Research等國際期刊發(fā)表論文20余篇，總影響因子超過200，SCI他引300余次。目前主持國家科學(xué)基金1項(xiàng)，省級項(xiàng)目4項(xiàng)，進(jìn)賬經(jīng)費(fèi)超過100萬。

劉迅成， 1989年出生，工學(xué)博士，碩士生導(dǎo)師，特聘教授。美國加州大學(xué)伯克利分校勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室—華南理工大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士。曾任職于成都京東方光電科技有限公司，擔(dān)任高級工程師.現(xiàn)任貴州大學(xué)特聘教授，一流學(xué)科特區(qū)引進(jìn)人才，碩士研究生導(dǎo)師，從事有機(jī)半導(dǎo)體材料的設(shè)計(jì)合成及其在場效應(yīng)晶體管和柔性電子上面的應(yīng)用。發(fā)表SCI學(xué)術(shù)論文15篇，影響因子總和大于140。以第一作者發(fā)表七篇國際高水平SCI論文，包括Journal of the American Chemical Society、Advanced Functional Materials等，影響因子總和大于70。參加國際、國內(nèi)學(xué)術(shù)報(bào)告5次；主持省部級三項(xiàng)科研項(xiàng)目，經(jīng)費(fèi)總額為74萬。

鄭榮宗，工學(xué)博士，特聘教授。現(xiàn)任貴州大學(xué)特聘教授，一流學(xué)科特區(qū)引進(jìn)人才，碩士生導(dǎo)師，從事先進(jìn)復(fù)合功能材料及器件、系統(tǒng)開發(fā)研究。目前，已在ACS Applied Materials & interfaces、Polymer Chemistry等學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文10余篇，一作論文累計(jì)影響因子>30，SCI期刊他引100余次，申請授權(quán)專利1項(xiàng)。研究成果多次被搜狐科普新聞網(wǎng)、科技微信公眾號等國內(nèi)學(xué)術(shù)新聞媒體報(bào)道。攻博期間以學(xué)生身份受邀在第三屆、第四屆全國電致變色研討會上做口頭報(bào)告2次，并獲優(yōu)秀口頭報(bào)告等獎(jiǎng)項(xiàng)。現(xiàn)主持貴州大學(xué)一流學(xué)科特區(qū)人才啟動項(xiàng)目1項(xiàng)、多次以核心研究人員身份參與國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等8個(gè)項(xiàng)目。