各向异性、多功能GNP/BaTiO3/PI复合气凝胶，适用于以吸收为主的天线电磁干扰（EMI）屏蔽和热绝缘应用

《ACS Applied Engineering Materials》：Anisotropic, Multifunctional GNP/BaTiO3/PI Composite Aerogels for Absorption-Dominant EMI Shielding and Thermal Insulation Applications

聚酰亚胺/石墨烯纳米片复合气凝胶通过冷冻干燥法制备，其各向异性多孔结构（slit-like channels/honeycomb-like structures）使X波段径向屏蔽效能达44.5 dB，热导率65 mW·m?1·K?1，吸收系数0.94。研究提出环保型复合材料制备新策略。

　　

对轻质、多功能材料的需求不断增加，这些材料需要具备优异的电磁干扰（EMI）屏蔽性能和热绝缘性能，这推动了先进气凝胶复合材料的发展。在本研究中，采用了一种环保的冷冻干燥技术制备了各向异性聚酰亚胺复合气凝胶，其中聚酰亚胺（PI）作为聚合物基体，氮化石墨烯（GNP-BT）作为混合填料。单向冷冻过程形成了独特的多孔结构，包括裂隙状通道和蜂窝状结构。这种各向异性结构赋予了气凝胶明显的方向性特性，体现在其增强的电磁干扰屏蔽效果、热绝缘性能和机械性能上。PI/GNP/BT气凝胶在X波段（8.2–12.4 GHz）的径向方向上表现出卓越的屏蔽性能，平均屏蔽效率达到44.5 dB，这归因于混合填料的协同作用以及气凝胶的多孔结构。我们研究的复合气凝胶主要采用吸收机制进行屏蔽，有效减少了二次电磁波的反射，满足了市场对环境友好、高性能EMI屏蔽材料的需求。值得注意的是，该气凝胶的吸收系数高达0.94。此外，其热绝缘性能也非常优异，热导率为65 mW·m^–1·K^–1。本研究为开发兼具电磁屏蔽和热绝缘功能的聚酰亚胺复合气凝胶提供了一种有前景的策略。