【原】台湾中正大学Ashutosh Pandey等--还原氧化石墨烯和网状开孔铝杂化复合泡沫对高性能电磁波吸收的协同效应

本研究通过模板法制备了不同浓度的还原氧化石墨烯(rGO)的开孔铝-还原氧化石墨烯复合材料(Al-rGO)泡沫，并研究了泡沫的电、机械和电磁屏蔽性能。网状Al-rGO泡沫允许电磁波(EMW)进入结构内部并产生多重散射，从而提高了材料的吸波能力。将rGO添加到开孔泡沫铝(OCAF)中可以增强其屏蔽性能，特别是吸收分量。频率为8.4GHz时，Al-rGO3泡沫对电磁干扰的总屏蔽率为~62 dB其中61.34 dB(占总屏蔽量的99%)是吸收分量。在rGO含量为1.5 wt%时，Al-rGO泡沫的最大抗压强度为2.96 MPa, EMI屏蔽率为~62 dB，尽管电导率随着rGO含量的降低而降低。这可能是由于EMW在结构内部的多重散射程度更大，并且在rGO-Al界面上的能量损失不同。这项工作为在国防和航空航天领域使用具有良好机械稳定性的轻质金属结构进行高EMW吸收应用提供了一种新的途径。    

                                                                     图1. GO和Al-rGO复合泡沫的制备过程示意图。

                                                                    图2. (a, b)GO的TEM,HR-TEM图像，(c)GO的SAED图像，(d, e)rGO的HRTEM图像，(f)图像的SAED图像，(g) OCAF的网状结构，(h) OCAF支架处的粗糙度，(i)支架内部的微孔隙度，(j-1)Al-rGO3的微观结构，(m- o)Al-rGO4的微观结构。    

                             图3. (a) GO/rGO的XRD谱图，(b) GO/rGO的拉曼光谱，(c) Al-rGO泡沫的XRD谱图，(d) Al-rGO泡沫的拉曼光谱，(e-f) Al-rGO3泡沫和(g-h) Al-rGO4泡沫的拉曼映射图谱，(i-l) Al-rGO3泡沫的高分辨率XPS谱图。

                                 图4. (a) EIS谱，(b) OCAFs电导率，(c)压缩应力-应变图，(d)平台应力和能量吸收。   

                                   图5. (a)总EMI SE (SE_T)， (b)吸收屏蔽效能(SE_A)， (c)反射屏蔽效能(SE_R)， (d)反射系数，(e)透射系数，(f)吸收系数，(g)不同Al-rGO泡沫的SE_T、SE_A和SE_R的比较，(h)绝对比屏蔽效能(SSE_t)， (i) Al-rGO泡沫的趋肤深度。

                                     图6. Al-rGO复合材料泡沫的屏蔽机理示意图。    

相关研究成果由博帕尔合金复合材料和蜂窝材料、科学与工业研究委员会-先进材料与工艺研究所Ashutosh Pandey、台湾中正大学高科技创新制造高级研究所Ashutosh Pandey等人于2023年发表在Journal of Alloys and Compounds (https:///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