桥接石墨烯以获得具有优越机械和电气性能的电磁干扰屏蔽薄膜

由石墨烯片组装而成的宏观薄膜如果能够在宏观尺度上重复个别石墨烯的优秀机械强度和电导率，可能是理想的轻质和柔性电磁干扰屏蔽应用。然而，实际上个别石墨烯与基于石墨烯的宏观薄膜之间仍存在严重的性能差距。在这项工作中，我们报告了一种宏观石墨烯基薄膜，其具有高机械强度和电导率（1.70 ​± ​0.05 ​GPa 和 1170 ​± ​60 ​S ​cm −1 ），通过引入共价结合的芳香酰胺基团以桥接石墨烯边缘来获得。这种桥接是通过将刮刀涂布氧化石墨烯薄膜与1,2,4,5-苯四胺盐酸盐反应后进行化学还原实现的。冲击载荷测试表明，这些薄膜中有效的应力传递，且应力在冲击区域之外均匀分布。这与先前报告的薄膜形成鲜明对比，后者显示出裂纹的立即生成，随之裂纹在随机方向扩展。我们的导电薄膜在120 ​μm 厚的薄膜中达到了114.1 ​dB的屏蔽效能，且特定屏蔽效能的计算值为67.9 ​dB ​cm 3 g −1 ，显著超过当前已知屏蔽材料以及在相似条件下合成而未进行热退火的石墨烯薄膜。由于石墨烯薄膜的机械韧性，屏蔽性能即使在反复折叠后也得以保持。 • 选择性边缘桥接带有共轭酰胺键提高了石墨烯薄膜中的层间连通性和π–π相互作用。 • 增强的连通性使得宏观石墨烯薄膜具备强度（1.70 GPa）和导电性（1170 S/cm）。 • 由于薄膜特性的坚固，在严重变形下也能保持高特定电磁干扰屏蔽效果。