上海交大宋成轶等石墨烯共鸣导电聚合物薄膜研究取得新进展

成果简介

本文，上海交通大学宋成轶副教授、邓涛教授团队等在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊发表名为“Developing Thermal Regulating and Electromagnetic Shielding Nacre-Inspired Graphene-Conjugated Conducting Polymer Film via Apparent Wiedemann–Franz Law”的论文，研究观察到填料的尺寸依赖性行为对珍珠状石墨烯共轭导电聚合物薄膜的热导率和电导率的影响，并证明了这种薄膜中的表观Wiedemann–Franz定律和Lorenz常数的可调性。

制备的薄膜的最大热导率和电导率分别可达73W·m–1·K–1和1200S·cm–1以上。此外，当SSE/t超过16000 dB·cm2·g–1时，电磁干扰屏蔽的最大值达到54 dB。这些薄膜不仅可以以较小的厚度和较低的填充比显示出高质量的电磁干扰屏蔽性能，而且可以在电磁屏蔽过程中实现同时的热管理。这项工作的发现为在热管理系统、电磁防御系统和柔性电子系统等广泛领域设计具有可定制热和电性能的柔性石墨烯共轭聚合物提供了新的见解。

图文导读

图1.石墨烯共轭PEDOT:PSS薄膜的示意图、制造工艺和形态表征。

图2.石墨烯共轭PEDOT:PSS薄膜的机械、热和电性能。

图3.后处理对石墨烯共轭PEDOT:PSS薄膜的热性能和电性能的影响。

图4.石墨烯共轭PEDOT:PSS膜的载流子传输机制

图5.石墨烯共轭PEDOT:PSS薄膜的热管理和电磁波干扰屏蔽应用。

小结

总之，我们观察到由PEDOT:PSS和石墨烯组成的珍珠层激发材料在导热性和导电性同步调节的基础上遵守表观WF定律，并证明了其在此类有机-无机混合材料中的有效性。这项工作使人们能够合理地设计具有可定制热和电性能的薄膜，用于广泛的应用，包括热管理、EMI屏蔽、柔性电子和生物医学系统。

文献：

https://doi.org/10.1021/acsami.2c14805