Tổng hợp vật liệu PVDF-HFP composite che chắn nhiễu điện từ sử dụng tấm nano mxene Ti3C2TX được điều chế bằng muối nóng chảy để tăng cường tính chất cơ học và khả năng chống cháy

https://doi.org/10.31130/ud-jst.2025.23(11).470E

Tóm tắt: 77 | PDF: 46

##plugins.themes.academic_pro.article.main##

Author

  • Ha Thi Nguyen
    Industrial University of Ho Chi Minh City, Vietnam
    Tuong Vi Thi Tran
    Nguyen Tat Thanh University, Vietnam
    Van Thanh Vu
    The University of Danang - Advanced Institute of Science and Technology, Vietnam
    Van Vinh Nguyen
    The University of Danang - Advanced Institute of Science and Technology, Vietnam
    Van Tho Nguyen
    The University of Danang - VN-UK Institute for Research and Executive Education, Vietnam
    Minh Canh Vu
    The University of Danang - Advanced Institute of Science and Technology, Vietnam
    Thi Kieu Lien Mai
    The University of Danang - University of Science and Education, Vietnam

Từ khóa:

Che chắn nhiễu điện từ
Tấm nano MXene
polymer composite
Tính linh hoạt cơ học
Tính chống cháy

Tóm tắt

Sự bùng nổ thiết bị di động và đeo được đòi hỏi vật liệu che chắn nhiễu điện từ (EMI) nhẹ, linh hoạt, đa chức năng nhưng vẫn bền và chống cháy. Chúng tôi chế tạo màng composite MXene/PVDF-HFP (MX/P) gia cường bởi nanosheet bằng quy trình khắc muối nóng chảy gốc clorua. Màng cho phép điều chỉnh cân bằng giữa độ cứng và độ linh hoạt; dù độ dai giảm khi tăng hàm lượng MXene, chúng vẫn gập được và giữ nguyên tính toàn vẹn dưới biến dạng lớn. Độ dẫn điện tăng mạnh từ 1,7 S·m⁻1 (10 wt%) lên >2,1×103 S·m-1 (50 wt%). Hiệu quả che chắn đạt ~36 dB trong dải 8,2–12,4 GHz, tương ứng suy giảm >99,97% năng lượng nhiễu. Thử nghiệm với đồng hồ thông minh và máy đo EMF xác nhận khả năng chặn mạnh tín hiệu không dây. MXene đồng thời nâng cao tính chống cháy, tạo hành vi tự tắt. Các kết quả chứng minh MX/P là vật liệu linh hoạt, bền chắc và đa dụng, phù hợp cho che chắn EMI thế hệ mới trong thiết bị đeo và ứng dụng hàng không vũ trụ.

Tài liệu tham khảo

    [1] B. Shen, W. Zhai, and W. Zheng, “Ultrathin Flexible Graphene Film: An Excellent Thermal Conducting Material with Efficient EMI Shielding,” Advanced Functional Materials, vol. 24, no. 8, pp. 4542–4548, 2024. https://doi.org/10.1002/adfm.201400079
    [2] D. Mani et al., “Stretching Induced Alignment of Graphene Nanoplatelets in Polyurethane Films for Superior In-Plane Thermal Conductivity and Electromagnetic Interference Shielding,” Carbon, vol. 201, pp. 568–576, 2023. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.09.047
    [3] D. K. Nguyen et al., “Thermoconductive Graphene Fluoride Cross-Linked Aramid Nanofiber Composite Films with Enhanced Mechanical Flexibility and Flammable Retardancy for Thermal Management in Wearable Electronics,” ACS Applied Nano Materials, vol. 7, no. 3, pp. 2724–2734, 2023. https://doi.org/10.1021/acsanm.3c04771
    [4] S. Anand et al., “A continuous interfacial bridging approach to fabricate ultrastrong hydroxylated carbon nanotubes intercalated MXene films with superior electromagnetic interference shielding and thermal dissipating properties,” Advanced Composites and Hybrid Materials, vol. 7, no. 33, 2024. https://doi.org/10.1007/s42114-024-00842-5
    [5] J. B. Kim et al., “Multilayered graphene fluoride and Ti3C2Tx MXene-based aramid nanofiber films with excellent thermal conductivity and electromagnetic interference shielding performance,” Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, vol. 685, article no. 133121, pp. 1–12, 2024. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2023.133121
    [6] A. Iqbal, T. Hassan, Z. Gao, F. Shahzad, and C. M. Koo, “MXene-incorporated 1D/2D nano-carbons for electromagnetic shielding: A review,” Carbon, vol. 203, pp. 542–560, 2023. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.11.104
    [7] D. D. Kruger, H. García, and A. Primo, “Molten Salt Derived MXenes: Synthesis and Applications,” Advanced Science, vol. 11, article no. 2307106, pp. 1–29, 2024. https://doi.org/10.1002/advs.202307106
    [8] Y. Zhang et al., “Core-shell engineering of graphite nanosheets reinforced PVDF toward synchronously enhanced dielectric properties and thermal conductivity,” European Polymer Journal, vol. 215, article no. 113236, 2024. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2024.113236
    [9] L. Liu et al., “Exfoliation and Delamination of Ti3C2Tx MXene Prepared via Molten Salt Etching Route,” ACS Nano, vol. 16, pp. 111–118, 2022. https://doi.org/10.1021/acsnano.1c08498
    [10] T. Zhou et al., “Super-tough MXene-functionalized graphene sheets,” Nature Communications, vol. 11, no. 1, article no. 2077, 2020. https://doi.org/10.1038/s41467-020-15991-6
    [11] S. Xu, G. Wei, J. Li, W. Han, and Y. Gogotsi, “Flexible MXene–graphene electrodes with high volumetric capacitance for integrated co-cathode energy conversion/storage devices,” Journal of Materials Chemistry A, vol. 5, pp. 17442–17451, 2017. https://doi.org/10.1039/C7TA05721K
    [12] J. Q. Luo, S. Zhao, H. B. Zhang, Z. Deng, L. Li, and Z. Z. Yu, “Flexible, stretchable and electrically conductive MXene/natural rubber nanocomposite films for efficient electromagnetic interference shielding,” Composites Science and Technology, vol. 182, article no. 107754, 2019. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2019.107754
    [13] A. Ahmed et al., “Two-dimensional MXenes: New frontier of wearable and flexible electronics,” InfoMat, vol. 4, no. 4, article no. e12295, 2022. https://doi.org/10.1002/inf2.12295
    [14] Q. Gao, Y. Pan, G. Zheng, C. Liu, C. Shen, and X. Liu, “Flexible multilayered MXene/thermoplastic polyurethane films with excellent electromagnetic interference shielding, thermal conductivity, and management performances,” Advanced Composites and Hybrid Materials, vol. 4, pp. 274–285, 2021. https://doi.org/10.1007/s42114-021-00221-4
    [15] P. Song, B. Liu, H. Qiu, X. Shi, D. Cao, and J. Gu, “MXenes for polymer matrix electromagnetic interference shielding composites: A review,” Composites Communications, vol. 24, article no. 100653, 2021. https://doi.org/10.1016/j.coco.2021.100653
    [16] K. Sabira, M. P. Jayakrishnan, P. Saheeda, and S. Jayalekshmi, “On the absorption dominated EMI shielding effects in free standing and flexible films of poly(vinylidene fluoride)/graphene nanocomposite,” European Polymer Journal, vol. 99, pp. 437–444, 2018. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2017.12.034
    [17] V. Eswaraiah, V. Sankaranarayanan, and S. Ramaprabhu, “Functionalized Graphene–PVDF Foam Composites for EMI Shielding,” Macromolecular Materials and Engineering, vol. 296, pp. 894–898, 2011. https://doi.org/10.1002/mame.201100035
    [18] G. S. Wang, X. J. Zhang, Y. Z. Wei, S. He, L. Guo, and M. S. Cao, “Polymer composites with enhanced wave absorption properties based on modified graphite and polyvinylidene fluoride,” Journal of Materials Chemistry A, vol. 1, pp. 7031–7036, 2013. https://doi.org/10.1039/C3TA11170A
    [19] R. Kumaran, S. D. Kumar, N. Balasubramanian, M. Alagar, V. Subramanian, and K. Dinakaran, “Enhanced Electromagnetic Interference Shielding in a Au–MWCNT Composite Nanostructure Dispersed PVDF Thin Films,” Journal of Physical Chemistry C, vol. 120, no. 25, pp. 13771–13778, 2016. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.6b01333
    [20] M. Sharma, M. P. Singh, C. Srivastava, G. Madras, and S. Bose, “Poly(vinylidene fluoride)-Based Flexible and Lightweight Materials for Attenuating Microwave Radiations,” ACS Applied Materials & Interfaces, vol. 6, no. 23, pp. 21151–21160, 2014. https://doi.org/10.1021/am506042a
Xem thêm

##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##

Đã Xuất bản

Nov 30, 2025
Download
PDF (English)
Cách trích dẫn
Nguyen, H. T., T. V. T. Tran, V. T. Vu, V. V. Nguyen, V. T. Nguyen, M. C. Vu, và T. K. L. Mai. “Tổng hợp vật liệu PVDF-HFP Composite Che chắn nhiễu điện từ sử dụng tấm Nano Mxene Ti3C2TX được điều Chế bằng muối nóng chảy để tăng cường tính chất Cơ học Và Khả năng chống cháy”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 23, số p.h 11, Tháng Mười-Một 2025, tr 84-89, doi:10.31130/ud-jst.2025.23(11).470E.

##plugins.themes.academic_pro.article.details##