高强度碳纤维增强聚合物（CFRP）表面类神经元结构化用于增强电磁干扰屏蔽

《Advanced Science》：Surface Neuronal-Like Structuring of High-Strength CFRP for Enhanced Electromagnetic Interference Shielding

　　

在航空航天碳纤维增强聚合物（CFRP）复合材料的功能结构中，同时提高电磁干扰（EMI）屏蔽性能和力学性能仍然是一个关键挑战。本工作中，研究人员提出了一种将电沉积与真空热处理相结合的高效CFRP界面改性策略，以解决CFRP-EMI屏蔽材料在屏蔽效能与力学性能之间固有的权衡问题。在碳纤维表面制备了类神经元状微纳Ni涂层，以增强电磁屏蔽能力。形成的不连续Ni─C混溶区、Ni/NiO/C异质多相和纳米多孔结构有效改善了基体与涂层之间的界面结合以及力学性能。在X波段，反射损耗、吸收损耗和总EMI屏蔽效能分别提高了33%、18.6%和22.5%，而延展性提高了201.78%，实现了电磁屏蔽和力学性能的协同提升。结合实验表征和分子动力学分析，进一步阐明了界面演变过程中多晶相的生长机制。该研究创新性地提出了一种高效可控的先进CFRP-EMI功能材料设计策略，为轻质、高强度、自适应电磁屏蔽在下一代多功能航空航天结构设计中的应用提供了一种有前景的解决方案。

碳纤维增强聚合物（CFRP）复合材料因低密度、高比强度等优势在航空航天领域广泛应用。随着5G和物联网发展，电磁干扰（EMI）问题日益严峻，迫切需求兼具结构承载和电磁兼容的高强度CFRP。传统力学增强策略（如等离子体处理）依赖化学键合，而金属化屏蔽层多通过物理组装和机械互锁构建，两者在化学惰性碳纤维表面难以兼容，导致应力集中和涂层脱粘，成为限制屏蔽-力学协同提升的核心瓶颈。为此，研究人员提出电沉积结合高真空线性升温（LH）热处理的