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  隨著電子設備的廣泛使用，電磁干擾（EMI）已成為現代社會的一個嚴重問題。強電磁干擾不僅會導致精密儀器失效，也會對人體健康帶來危害。因此，能夠降低或消除電磁干擾的電磁屏蔽材料引起了人們的廣泛關注。其中，高溫電磁屏蔽材料既能消除電磁干擾又能抵御高溫，在先進航空、大功率發動機、電子電器等尖端科技領域有廣泛應用前景。

  傳統銅或銀等金屬電磁屏蔽材料具有重量大、易生銹腐蝕、加工程序復雜等不足，限制了其在高溫電磁屏蔽領域的應用。近年來電磁屏蔽導電高分子復合材料(CPC)因其重量輕、耐腐蝕、易加工等優點引起越來越多關注。但多數CPC玻璃化轉變溫度(T_g)較低，在高溫如250 oC時會碳化或降解，難以用于高溫電磁屏蔽。此外，CPC幾乎都是薄膜/板，而能適應儀器實際形狀的材料在應用中更有吸引力。

  哈爾濱工業大學肖鑫禮等將短切碳纖維和炭黑作為導電填料加入形狀記憶聚酰亞胺(SMPI)基體中，首次研制出T_g為308 oC的電磁屏蔽形狀記憶聚酰亞胺(EMSMPI)。該EMSMPI重量損失為5 %時的分解溫度(T_d) 為578oC，遠高于其他電磁屏蔽CPC材料。其0.35 mm厚的薄膜在X-波段屏蔽效能超過23.9 dB，以吸收衰減為主 (14.85 dB)，而純SMPI不具備屏蔽效能(圖1.a)。該材料循環使用步驟如下：(1) EMSMPI在340 oC熱臺上加工成暫時形狀，(2)室溫5分鐘固定暫時形狀，(3)放回340 oC熱臺上回復初始形狀，(4)再次測定其電磁屏蔽效應。經過30個循環后電磁屏蔽效能依然超過20 dB (圖1.b)。可循環性使EMSMPI在被加工成多種形狀以適應器件的同時保持其電磁屏蔽效能，具有重要實際應用價值。

圖1.  電磁屏蔽形狀記憶聚酰亞胺0.35 mm厚薄膜的屏蔽效能(a)及30次循環后屏蔽效能(b).

  同時EMSMPI具有較高力學性能，0.35 mm厚的薄膜打孔后重0.0545 g (圖2.a)，將為其自身重量43,000多倍的不銹鋼反應釜(2.370 Kg)懸掛于孔中后，不會造成孔和薄膜的扭曲或損傷(圖2.b~2.c)。該薄膜能夠單側承載500g重的砝碼(圖2.d)，證明該材料同時具備韌性高和強度大的特征。

圖2. EMSMPI打孔 (a)，懸掛為其自身重量43,000倍的金屬 (b,c), 單側承載500g砝碼 (d).

  相對其他電磁屏蔽材料，EMSMPI的一個顯著優勢是其便捷的形狀可加工性。初始EMSMPI為平整薄膜 (圖3.a)，在340 oC逐步被加工成包覆方鋼管一個面(圖3.b)，兩個面(圖3.c)，和三個面(圖3.d)。末端熱處理使其可緊貼在鋼管的另一面(圖3.e)，形成包住方鋼管的電磁屏蔽聚酰亞胺方管(圖3.f)。此外，EMSMPI還可加工成圓形(圖3.g)，五邊形(圖3.h)，六邊形(圖3.i)等形狀。形狀可加工性使其形狀可隨器件形貌或尺寸變化，在精密儀器的電磁屏蔽中具有重要應用前景。

圖3. EMSMPI形狀可加工性的展示。初始形狀 (a)，變成方管的步驟(b-f), 以及其他形狀 (g-i).

  EMSMPI的暫時形狀在280 oC高溫時可保持其穩定形狀和屏蔽效能，因此特別適合用于高溫精密儀器的電磁屏蔽。

  參考文獻：Deyan Kong, Jie Li, Anru Guo, Xinli Xiao*. High Temperature Electromagnetic Shielding Shape Memory Polymer Composite. Chem. Eng. J. 2020. 10.1016/j.cej.2020.127365.

  原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894720334896?via%3Dihub