摘要：将造纸工业常用的施胶剂烷基烯酮二聚体(AKD)跨界应用于聚乳酸/纤维素纳米纤维(PLA/CNF)复合体系界面调控,通过AKD与CNF表面羟基的酯化反应,成功构建“化学接枝―物理纠缠”双作用机制。实现CNF的疏水化改性及PLA基体的增强协同优化。红外结果证明,AKD成功与CNF表面羟基发生反应,并引入长烷基链。溶液共混法制备的复合薄膜展现出独特的力学―疏水性协同效应:当AKD-CNF添加量达5%(wt)时,断裂伸长率提升156%(2.28%vs纯PLA 0.89%),接触角增至105.2º(较PLA/CNF提高19.5º)。这种性能协同源于AKD改性诱导的“核―壳”结构(SEM显示CNF均匀分散且无纤维团聚),其疏水外壳抑制纤维团聚,而烷基链与PLA的分子缠结有效传递界面应力。该研究为生物基材料多功能化设计提供了跨界改性新范式。

摘要：采用低温液相法合成了甲胺铅碘,并通过流延成型法制备了热塑性聚氨酯弹性体/甲胺铅碘复合薄膜,考察了复合薄膜的微观形貌、力学性能、介电性能、铁电性能和压电性能等,研究了基于该复合薄膜制备的纳米发电机的性能。结果表明,相比于纯热塑性聚氨酯弹性体,热塑性聚氨酯弹性体/甲胺铅碘复合薄膜的介电常数、剩余极化和压电性能均得到不同程度的提高,其中压电系数可达38 pC/N,超过了目前商用聚偏二氟乙烯压电薄膜的压电系数。基于热塑性聚氨酯弹性体/甲胺铅碘复合薄膜制备的压电纳米发电机的输出电压和电流分别达到了7.5 V和100 nA,可应用于人体能量收集和智能可穿戴传感器等领域。

摘要：薄膜衍射透镜是空间轻量化成像领域的一个重要发展方向。高性能聚酰亚胺薄膜材料由于其良好的综合性能得到广泛应用,但较差的可见光透过率以及空间环境下性能不稳定性限制了其在空间薄膜光学镜基底材料领域的发展。通过溶胶-凝胶提拉法在菲涅耳衍射透镜表面制备了二氧化硅增透膜,这种复合结构设计一方面提高了聚酰亚胺薄膜的可见光透过性,另一方面通过表面二氧化硅薄膜提高了其对空间环境辐照的耐受性,本研究可为后期空间光学薄膜衍射透镜设计及制备提供参考。

摘要：以铬渣为基本原料,采用水热合成法制备了复合薄膜,对样品进行了SEM、ICP、XRD、FT-IR及薄膜厚度表征分析,以薄膜的折射率和反射率为对比参数,研究了水热反应初始pH对薄膜的影响。研究结果表明,当水热反应初始pH达11以上时,薄膜表面呈现完美的空间三维立体网状结构;当水热反应的pH为9、10时,样品中形成了Al2O3、Fe2O3、Fe(OH)3、Cr2O3、AlO(OH)和MgO晶体,且其衍射峰较强;样品内部纳米颗粒间存在毛细孔水和表面吸附水,水热体系内的碱性基团促进膜物质与基底间形成化学键力的结合。薄膜越厚,其折射率越小,水热反应pH为11时,薄膜最薄,折射率最大;水热反应的初始pH为12时制备的薄膜对紫外光反射率低于玻璃基底,水热反应的初始pH为11时制备的薄膜对可见光的反射率小于玻璃基底。

摘要：摩擦纳米发电机(Triboelectric Nanogenerator,TENG)是一种将微小机械能转化为电能并加以收集利用的绿色能源器件,具有活性材料种类广泛、器件结构简单以及易于集成等特点。较低的输出功率密度是目前阻碍其实际应用的主要因素之一。如何通过材料组分设计与制备提高其输出功率密度及能量转化效率,是目前该领域研究者关注的热点问题。在摩擦纳米发电机常用的活性材料-高分子聚合物中引入功能性填料是一种简便且高效的改性方法,不仅能够对薄膜摩擦电性能进行优化、提高输出性能,还能够赋予其新功能,可谓一举多得。因此,此类复合薄膜已广泛应用于TENG领域,例如TiO_(2)、SiO_(2)、BaTiO_(3)、ZnSnO_(3)、MoS_(2)、石墨烯、二维黑磷等无机填料对复合材料的性能均有不同程度的优化,TENG的输出功率密度最高提升了数十倍。本文结合国内外研究现状,按照填料对基体材料表面性能以及电学性能优化作用两个方面进行阐述,综述了复合材料薄膜在摩擦纳米发电机中的研究进展,并展望了未来复合材料用于提高TENG输出性能研究的发展方向。

摘要：设计制备柔性导热材料对柔性电子器件的热管理具有重要意义。本文基于溶剂剥离的芳纶纳米纤维和氮化铝(AlN)纳米颗粒,采用溶胶-凝胶-薄膜转换方法,连续制备了柔性导热的AlN/芳纶纳米纤维复合薄膜材料。其中,芳纶纳米纤维形成了三维连通的网络结构,提供力学支撑作用;AlN颗粒填充在该网络结构中,赋予复合材料良好的导热性能。结果显示,该复合材料的拉伸强度为65.5 MPa,断裂应变为12%,反复折叠300次后其拉伸强度和断裂应变保持率在90%以上,导热率为13.98 W·(m·K)^−1。此外,该复合薄膜显示出良好的绝缘性能和耐热性能,体积电阻率为1.85×10^15Ω·cm、起始热分解温度为524℃。最后,演示该高性能的AlN/芳纶纳米纤维复合薄膜作为柔性基底材料,可用于冷却电子器件。

摘要：随着通信网络、无线设备及航空航天的快速发展,电磁波危害日益加剧,因而亟需电磁屏蔽性能更优异的复合材料。本文采用MXene(Ti_(3)C_(2)Tx)、银纳米线(AgNWs)和多壁碳纳米管(MWCNTs)构建了双层的高导电三维(导电率最高为1.4×10^(4)S·m^(-1))网络电磁屏蔽复合薄膜(Ti_(3)C_(2)TxMXene基功能复合薄膜)。特别是采取真空辅助抽滤法(VAF)将10 mL AgNWs及15 mL Ti_(3)C_(2)TxMXene的水溶液吸附于聚偏氟乙烯(PVDF)/MWCNTs复合薄膜之上,制备出的Ti_(3)C_(2)TxMXene基功能复合薄膜的总电磁干扰屏蔽效能(EMI SET)高达69.0 dB,比商用标准(20 dB)高出245%,其中吸收损耗效能(SEA)占比85.1%。说明Ti_(3)C_(2)TxMXene基功能复合薄膜主要的电磁损耗机制为吸收损耗,比电磁屏蔽效能(SSE/t)最高可达2719.8 dB/(cm^(-2)·g)。这项工作为新型MXene材料在电磁屏蔽复合材料中的应用提供了结构设计和研究思路。

摘要：采用乙烯基三甲氧基硅烷偶联剂对羰基铁粉94RC进行表面包覆改性,制备了不同厚度的改性羰基铁粉-氯丁橡胶复合薄膜。实验表明,单层复合薄膜厚度为1.58mm、面密度为3.30kg/m2时,吸收率超过-8dB的合格带宽达到5.2GHz,增加单层膜的厚度,可以使最大吸收峰值向高频移动,并使吸收频带增宽。根据电磁波传播特性和阻抗匹配原理设计并制备了由透波层、过渡吸收层、强磁损耗层组成的厚度0.64mm、面密度0.71kg/m2的3层复合薄膜,其最大吸收率为-13.45dB,吸收率超过-8dB的合格带宽5.51GHz。

摘要：选用硅橡胶为基材,Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶纳米晶软磁合金粉体为磁性功能填料,采用机械共混的方法制备非晶粉/硅橡胶力敏复合材料。采用自制测试夹具测试非晶粉/硅橡胶复合材料的阻抗值,采用扫描电镜分析非晶粉颗粒形貌及其在硅橡胶基材中分散情况,在此基础上研究了复合材料界面绝缘性、单层与多层叠加复合薄膜、加入导电层及其层数对复合应力阻抗性能的影响。研究结果表明:铜箔作为界面强化导电层的加入是提高复合薄膜力敏特性的有效途径之一,设计实验中的复合薄膜/铜箔/复合薄膜结构相当于聚合物/金属/聚合物三明治多层膜结构,对敏感性具有增强效应。

摘要：针对传统磁声电无损检测中超声换能器的超声带宽较窄的特点以及压电超声激励探头在磁场环境下存在电磁干扰的问题,基于光声效应提出一种采用碳纳米管-聚二甲基硅氧烷(CNTs-PDMS)复合薄膜作为光声转换途径的光声换能器(PAT)。利用涂布法在石英玻璃上得到用于光热转换的CNTs 薄膜,随后将高热膨胀系数的聚二甲基硅氧烷(PDMS)旋涂于CNTs 薄膜上方用于脉冲超声的产生,并对制作的CNTs-PDMS 复合薄膜PAT 进行超声场测试。最后,设计实验系统,将复合薄膜PAT 用于磁声电无损检测中。在532 nm 脉冲激光激励下,复合薄膜PAT能产生5.7 MPa 的声压,且具有约17 MHz 的-6 dB 超声带宽。搭建的磁声电无损检测实验系统能够准确定位样品铝合金的缺陷位置,所提出的复合薄膜PAT 有望替代电子超声换能器实现极端和高要求场合下的应用需求。