近日
郝躍院士團(tuán)隊(duì)常晶晶教授課題組
利用銀納米線副產(chǎn)物中天然形成的鹵化銀
與表面隨機(jī)合成的銀晶體
共同構(gòu)建了“Ag-AgBrxCl1-x-Ag”
納米微電容結(jié)構(gòu)
實(shí)現(xiàn)了以吸收為主導(dǎo)的屏蔽機(jī)制
從而大幅降低了電磁波的反射
相關(guān)研究成果以
Electromagnetic Functions Modulation of Recycled By-products by Heterodimensional Structure 為題
發(fā)表在 Nano-Micro Letters
（影響因子：31.6）上
集成電路學(xué)部在讀博士生南澤為第一作者
魏葳高工、 新加坡國(guó)立大學(xué)OuyangJianyong教授以及常晶晶教授為共同通訊作者
西安電子科技大學(xué)為第一署名單位
西北工業(yè)大學(xué)李賀軍院士
袁瑞梅博士對(duì)本工作給予了重要支持
隨著電子器件不斷向微型化發(fā)展
3D集成技術(shù)成為提升器件密度的關(guān)鍵路徑之一
該技術(shù)通過垂直堆疊器件或芯片
進(jìn)一步推動(dòng)了高性能集成電路的發(fā)展
然而
3D集成技術(shù)也引入了電磁干擾挑戰(zhàn)
（包括近場(chǎng)耦合效應(yīng)和串?dāng)_噪聲等問題）
影響了集成系統(tǒng)的信號(hào)完整性
從而對(duì)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性構(gòu)成了威脅
在這一背景下
基于納米材料的電磁防護(hù)材料
因其突出的電磁損耗能力、柔韌性
以及多樣化的維度特性
為解決電磁干擾問題提供了新的方向
其中
銀納米線作為一種性能優(yōu)異的電磁功能材料
因其超高的長(zhǎng)徑比、優(yōu)異的本征柔性
以及卓越的金屬導(dǎo)電性而備受關(guān)注
然而
目前采用主流的多元醇法合成銀納米線時(shí)
不可避免地產(chǎn)生大量多維副產(chǎn)物
這些過濾后的副產(chǎn)物材料尚未得到有效利用
其潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)（如納米填料的生物毒性）
降解困難以及回收利用的技術(shù)瓶頸等問題
仍然是制約其資源化應(yīng)用的主要障礙
針對(duì)上述問題
西安電子科技大學(xué)
郝躍院士團(tuán)隊(duì)常晶晶教授課題組
首次提出利用銀納米線副產(chǎn)物的
異維結(jié)構(gòu)構(gòu)建形態(tài)可調(diào)的氣凝膠材料
通過精確設(shè)計(jì)異維納米結(jié)構(gòu)
“化腐朽為神奇”
團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了
微波與材料之間的高效相互作用
不僅保留了納米銀材料的高導(dǎo)電性
和電磁響應(yīng)特性
還為異維納米材料電磁性能的調(diào)控
提供了全新思路
該研究為開發(fā)多功能電磁材料
開辟了新途徑
同時(shí)為銀納米線副產(chǎn)物的
高效回收與資源化利用
提供了切實(shí)可行的解決方案
在該項(xiàng)研究中
團(tuán)隊(duì)利用冷凍干燥工藝
借助混合纖維素
（包含細(xì)菌纖維素和纖維素納米纖維）
銀納米線網(wǎng)絡(luò)輔助
利用不同異維結(jié)構(gòu)中的毛細(xì)力差異
成功制備了兩種不同形態(tài)的氣凝膠
氣凝膠薄膜和氣凝膠泡沫
氣凝膠薄膜展現(xiàn)出較好的電磁屏蔽性能
（SE > 89 dB）
氣凝膠泡沫則表現(xiàn)出雙重電磁功能
包括屏蔽效能（SE > 30 dB）
以及微波吸收性能
（反射損耗RL < -35 dB
寬頻吸收特性EAB > 6.7 GHz）
本研究表明
銀納米線副產(chǎn)物中天然形成的鹵化銀
與表面隨機(jī)合成的銀晶體
共同構(gòu)建了“Ag-AgBrxCl1-x-Ag”
納米微電容結(jié)構(gòu)
這一獨(dú)特結(jié)構(gòu)
顯著增強(qiáng)了入射電磁波的極化損耗
實(shí)現(xiàn)了以吸收為主導(dǎo)的屏蔽機(jī)制
從而大幅降低了電磁波的反射
此外
研究團(tuán)隊(duì)基于
孔隙流體向凝膠表面結(jié)晶層遷移過程中
低遷移速度誘導(dǎo)的“AgBrxCl1-x-NanoAg”
聚集體沉積現(xiàn)象
設(shè)計(jì)了相應(yīng)的填料體系
使副產(chǎn)物氣凝膠自上而下形成電導(dǎo)梯度
顯著優(yōu)化了表面阻抗匹配特性
在實(shí)現(xiàn)高效電磁屏蔽的同時(shí)
也為微波吸收創(chuàng)造了條件
進(jìn)一步
研究團(tuán)隊(duì)通過常溫機(jī)械攪拌
將廢棄的副產(chǎn)物氣凝膠
重新分解為均勻的纖維素-副產(chǎn)物漿料
使其作為二次回收材料實(shí)現(xiàn)循環(huán)加工利用
基于纖維素與聚乙烯吡咯烷酮之間
通過范德華力、氫鍵和靜電相互作用
形成的弱物理交聯(lián)作用
氣凝膠展現(xiàn)出優(yōu)異可回收性
其納米導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)整體保持完整
導(dǎo)電性與電磁功能基本維持初始水平
為綠色電磁功能材料“閉環(huán)式”循環(huán)體系的構(gòu)建
提供了新思路
本工作通過制備多種電磁功能氣凝膠
驗(yàn)證了AWBps升級(jí)回收方法的有效性
所制備的氣凝膠利用異維結(jié)構(gòu)
實(shí)現(xiàn)了對(duì)微波相互作用的靈活調(diào)控
研究系統(tǒng)分析了
不同異維納米材料氣凝膠的形態(tài)特征
并展示了其可調(diào)的電磁防護(hù)性能
包括電磁屏蔽效能和雙重功能
此外
二次回收的氣凝膠
在電磁防護(hù)性能上幾乎保持不變
體現(xiàn)了綠色“閉環(huán)式”循環(huán)的特點(diǎn)
該工作不僅深化了對(duì)
微波-異維結(jié)構(gòu)耦合機(jī)制的理論認(rèn)知
更為開發(fā)動(dòng)態(tài)可調(diào)諧的綠色電磁功能材料
（如應(yīng)用于智能可穿戴設(shè)備）
提供了創(chuàng)新途徑
為西電人點(diǎn)贊！
來(lái)源 / 集成電路學(xué)部
通訊員 / 常晶晶
排版 / 薛孟涵
編輯 / 王冠玉
責(zé)編 / 王 格
出品 / 黨委宣傳部〔融媒體中心〕
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