大连理工大学蹇锡高团队《Small》：仿生工程策略制备废聚丙烯衍生柔性碳纸 - 优异的电磁屏蔽性能与多功能集成

本文报道了大连理工大学蹇锡高团队在《Small》上发表的一项研究，他们采用仿生工程策略，以废聚丙烯和废预氧丝为原料制备了柔性碳纸。研究背景是小型化、智能化电子设备对轻量化、高性能、多功能集成柔性电磁屏蔽材料的迫切需求，而柔性纸基碳材料因其适应受限空间的特性成为候选方案。研究目的是开发简单且易于规模化制备柔性碳纸的方法，并深入探究聚丙烯磺化和碳化过程的宏微观结构演变及其对电磁屏蔽性能的影响机制。结论表明，通过利用原料的“异质溶胀”效应，PP基体经磺化和碳化后形成含微裂纹结构的块状碳，预氧丝碳化形成的短切碳纤维提供桥接作用，构建了具有类珍珠层微观结构的碳纸。该材料电导率达7735 S m⁻¹，在X波段电磁屏蔽效能为58.8 dB（0.14 mm），绝对屏蔽效能达6642 dB·cm²/g，并兼具焦耳热、应变传感、疏水、透气及阻燃等多功能特性。该工作为高性能电磁屏蔽材料的规模化制造提供了低成本技术途径，也为聚烯烃基多功能碳材料的结构设计提供了参考。