本研究通過模板法制備了不同濃度的還原氧化石墨烯(rGO)的開孔鋁-還原氧化石墨烯復合材料(Al-rGO)泡沫，并研究了泡沫的電、機械和電磁屏蔽性能。網狀Al-rGO泡沫允許電磁波(EMW)進入結構內部并產生多重散射，從而提高了材料的吸波能力。將rGO添加到開孔泡沫鋁(OCAF)中可以增強其屏蔽性能，特別是吸收分量。頻率為8.4GHz時，Al-rGO3泡沫對電磁干擾的總屏蔽率為~62 dB其中61.34 dB(占總屏蔽量的99%)是吸收分量。在rGO含量為1.5 wt%時，Al-rGO泡沫的最大抗壓強度為2.96 MPa, EMI屏蔽率為~62 dB，盡管電導率隨著rGO含量的降低而降低。這可能是由于EMW在結構內部的多重散射程度更大，并且在rGO-Al界面上的能量損失不同。這項工作為在國防和航空航天領域使用具有良好機械穩定性的輕質金屬結構進行高EMW吸收應用提供了一種新的途徑。
圖1. GO和Al-rGO復合泡沫的制備過程示意圖。
圖2. (a, b)GO的TEM,HR-TEM圖像，(c)GO的SAED圖像，(d, e)rGO的HRTEM圖像，(f)圖像的SAED圖像，(g) OCAF的網狀結構，(h) OCAF支架處的粗糙度，(i)支架內部的微孔隙度，(j-1)Al-rGO3的微觀結構，(m- o)Al-rGO4的微觀結構。
圖3. (a) GO/rGO的XRD譜圖，(b) GO/rGO的拉曼光譜，(c) Al-rGO泡沫的XRD譜圖，(d) Al-rGO泡沫的拉曼光譜，(e-f) Al-rGO3泡沫和(g-h) Al-rGO4泡沫的拉曼映射圖譜，(i-l) Al-rGO3泡沫的高分辨率XPS譜圖。
圖4. (a) EIS譜，(b) OCAFs電導率，(c)壓縮應力-應變圖，(d)平臺應力和能量吸收。
圖5. (a)總EMI SE (SE
T)， (b)吸收屏蔽效能(SE
A)， (c)反射屏蔽效能(SE
R)， (d)反射系數，(e)透射系數，(f)吸收系數，(g)不同Al-rGO泡沫的SE
T、SE
A和SE
R的比較，(h)絕對比屏蔽效能(SSE
t)， (i) Al-rGO泡沫的趨膚深度。
圖6. Al-rGO復合材料泡沫的屏蔽機理示意圖。
相關研究成果由博帕爾合金復合材料和蜂窩材料、科學與工業研究委員會-先進材料與工藝研究所Ashutosh Pandey、臺灣中正大學高科技創新制造高級研究所Ashutosh Pandey等人于2023年發表在Journal of Alloys and Compounds (https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2023.172065)上。原文：Synergetic effect of reduced graphene oxide and reticulated open-cell aluminum hybrid composite foam for high-performance electromagnetic wave absorption
轉自《石墨烯研究》公眾號
