电子设备越来越小型化和高度集成，由于5G通信技术的部署和持续发展，这一趋势加快了。尤其更迫切地需要具有诸如散热、阻燃以及电磁屏蔽性能的聚合物复合材料。电子元件在运行过程中会产生热量，这会降低附近设备的性能，并可能造成严重的火灾隐患。同时，电磁波会影响电子元件在操作过程中的性能并产生噪声污染。为了设计具有高效热管理、良好阻燃性和电磁兼容性（EMC）的电子设备，迫切需要多功能纳米复合材料。这些材料应具有高导热性和阻燃性，并且能够提供良好的电磁屏蔽（EMI）效果。最近通过使用各种高导热性填料开发了具有优异的导热性的各种聚合物。这些填料包括氮化硼（BN）、石墨烯、Ti3C2Tx（MXene）、碳纤维、和碳化硅纳米线。
2024年2月12号，中科院广州化学研究所卞福萍博士、林树东研究员在Advanced Science在线发表了题为“Facile Construction of Chestnut-Like Structural Fireproof PDMS/Mxene@BN for Advanced Thermal Management and Electromagnetic Shielding Applications”的研究论文。该研究使用了一种简单而绿色的球磨剪切法来制备多功能复合填料麦克烯@氮化硼（MXene@BN）。MXene@BN被构建并掺入到聚二甲基硅氧烷（PDMS）中，用于同时实现了复合薄膜优异的导热性、阻燃性以及电磁屏蔽性能。与已报道的工作相比，构建的独特板栗结构不仅赋予了复合材料双层阻燃和电磁屏蔽保护，而且构建了有序的导热通路，实现了复合材料的性能多功能化。这项工作为制备具有优异阻燃性和导热性以及EMI屏蔽的高性能复合材料提供了一种科学而有趣的仿生方法，在电子器件封装领域具有广阔的应用前景。PDMS/MXene@BN 2.4薄膜表现出优异的阻燃性能，SPR为0.04 m2 s−1，TSP为3.51 m2，与未改性PDMS的SPR和TSP值相比，这两个指标分别显著降低了63.20%和63.50%。这是由于复合材料被两层类似于栗子外壳所包裹，MXene和NB共同充当导热层和屏障，保护易燃的PDMS免受外部火焰的影响。实验装置的表面温度曲线和红外热图像如图所示。PDMS/MXene@BN薄膜的表面温度比PDMS薄膜的表面温度上升得更快。对于PDMS薄膜和PDMS/MXene@BN薄膜，在LED灯开启后的20 s内，表面温度分别升至47.5 ℃和58.0 ℃，而LED灯的表面温度在20 s内升至43.2 ℃。因此，这些发现表明，PDMS/MXene@BN 薄膜的导热性显著优于PDMS薄膜。研究结果表明，PDMS/MXene@BN2.4复合薄膜具有高导热性（0.59 Wm-1K−1）。PDMS/MXene@BN2.4薄膜在8.5 GHz时的电磁屏蔽值达到26.3 dB，达到了工业使用级别。
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