纳米纤维素在可降解包装材料中的应用

目的综述纳米纤维素在可降解包装材料中的应用研究。方法总结国内外纳米纤维素在包装领域的最新研究,简述纳米纤维素的制备方法与特性,详细介绍纳米纤维素在生物质薄膜材料、生物质发泡材料、缓释抗菌材料和纸张中的应用研究,以及纳米纤维素功能性材料在包装中的研究进展,并讨论纳米纤维素应用在食品包装中的安全问题。结果纳米纤维素性能优异、绿色环保,作为可降解包装材料的增强成分可以提高复合材料的力学性能和阻隔性能,并可赋予材料特殊的功能。结论纳米纤维素在包装领域有着巨大的应用潜力,利用农作物及其剩余物制备纳米纤维素拥有广阔的发展前景。     

生物质纤维基包装复合材料的研究现状

目的综述纤维基复合材料在包装中的应用和研究现状。方法介绍国内外生物质纤维基复合材料在发泡型材料、薄膜、板材等不同种类包装材料中的应用现状,分别总结各类包装材料使用的基材及制备工艺,比较不同纤维基复合材料的性能差异,指出复合材料在制备工艺及性能上的不足,并展望纤维基包装复合材料的发展前景。结果纤维素具有天然的化学结构,使纤维基材料具有良好的力学性能、阻隔性、可降解性,较好地应用在不同包装材料中。结论纤维基复合材料具有性能优良、可生物降解、经济环保等特点,在包装领域具有较大发展潜力,在原料的选择、制备工艺绿色化及性能的可控性等方面还有较大的研究空间。     

生物质纤维基包装复合材料的研究现状

目的综述纤维基复合材料在包装中的应用和研究现状。方法介绍国内外生物质纤维基复合材料在发泡型材料、薄膜、板材等不同种类包装材料中的应用现状,分别总结各类包装材料使用的基材及制备工艺,比较不同纤维基复合材料的性能差异,指出复合材料在制备工艺及性能上的不足,并展望纤维基包装复合材料的发展前景。结果纤维素具有天然的化学结构,使纤维基材料具有良好的力学性能、阻隔性、可降解性,较好地应用在不同包装材料中。结论纤维基复合材料具有性能优良、可生物降解、经济环保等特点,在包装领域具有较大发展潜力,在原料的选择、制备工艺绿色化及性能的可控性等方面还有较大的研究空间。     

纳米纤维素基泡沫材料在包装领域的研究进展

纳米纤维素作为天然可降解材料,具有优良的力学性能、高比表面积、大长径比等特性。为研究基于纳米纤维素开发的泡沫材料在包装领域的应用,对近年来纳米纤维素基泡沫材料的制备方法及其缓冲、隔热、阻燃、抗菌、疏水等性能进行总结,概括了纳米纤维素泡沫材料在纳米纤维素制备、湿泡沫发泡和泡沫成型干燥等领域的进展。但由于现阶段纳米纤维素制备工艺的复杂性,以及干燥过程中较高的能耗和较长的周期,作为包装材料的关键性能指标还有进一步提升的空间,实现规模化生产仍有一些问题有待解决。通过综述纳米纤维基泡沫材料在包装领域的研究进展,以期为可持续包装材料的发展提供理论支持。     

基于纤维素纳米纤维的电磁屏蔽材料研究进展

纤维素纳米纤维(CNFs)作为一种新型的一维纳米材料,具有来源广泛、长径比高、力学性能优异等特点。以CNFs为载体或增强相通过不同的方法可以制备出多种多样的电磁屏蔽功能复合材料,如气凝胶、薄膜和海绵等。本文基于电磁屏蔽的原理,综述了CNFs基电磁屏蔽材料的制备方法及研究进展,并比较了不同的CNFs基电磁屏蔽材料在结构和性能上的差异,最后对CNFs基电磁屏蔽功能复合材料未来的发展方向进行了展望。     

细菌纤维素在包装领域的研究进展

目的 将来源于自然的细菌纤维素作为包装材料应用于包装领域,以取代传统的塑料包装材料.方法 综述近几年细菌纤维素在包装领域的研究与应用现状,介绍细菌纤维素的基本培育过程、改性技术和制备方法,阐述细菌纤维素在包装领域的研究与应用.结果 细菌纤维素通过层层组装、聚合、联接等方式,可与多种聚合物高效复合,形成不同微观尺寸和结构特性的纤维素基多孔复合材料,从而改善其力学性能和物理性能,并可调控其阻隔性能和抗菌灭菌性能.常用细菌纤维模式为纳米细菌纤维和纳米细菌晶须.结论 细菌纤维素材料及其复合材料完全可以替代塑料用于包装领域,在食品包装和智能包装上的研究和应用前景较大.     

纤维素/木质素微球抗紫外薄膜制备与性能研究

随着包装工业的快速发展和人类社会对环保要求的提高,功能性且可生物降解的包装膜材料越来越受到人们的重视.然而,目前市场上的可降解包装膜材料由于成本较高、力学性能差以及耐水性低而限制了其发展.采用自组装方法制备木质素微球,并将其沉积在纤维素膜表面,制备出一种新型纤维素基抗紫外薄膜材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)和激光共聚焦电子显微镜对薄膜的表面性能进行研究.利用抗张实验和紫外透光率测试对纤维素基功能薄膜的力学性能和抗紫外性能进行表征.结果表明:自沉积木质素微球在纤维素膜表面分布均匀,尺寸为1～2μm;纤维素薄膜疏水改性后有助于木质素微球的沉积,且沉积量随着木质素质量浓度的增加而增大.由于木质素微球的引入,纤维素复合膜的抗张强度比对照样增加22％,同时其对UVB屏蔽效果可达94％.     

聚乳酸薄膜紫外屏蔽透明涂层的构建与性能

目的选用羟丙基甲基纤维素(HPMC)和单宁酸(TA),通过氢键层层组装技术在聚乳酸(PLA)薄膜表面构建具有紫外屏蔽功能的透明涂层。方法采用偏光显微镜观察薄膜表面和断面形貌,采用紫外-可见光光谱仪测试紫外屏蔽性能,采用电子万能试验机测试薄膜的力学性能。结果与PLA原膜相比,随着组装层数的增加,紫外屏蔽性能也随之增强,透明性基本不变,力学性能略有下降。结论为设计制备透明且具有屏蔽紫外线功能的包装薄膜涂层提供了一定的实验及理论依据。     

半纤维素包装薄膜材料的研究进展

目的 综述了近几年来有关半纤维素改性、材料制备及其应用方面的研究,以期为半纤维素基薄膜材料的进一步开发与应用提供参考。方法 通过收集与整理相关文献,阐述半纤维素的结构特点和分离提取方法,综述近些年来关于半纤维素包装薄膜材料的研究进展,并对比分析物理改性与化学改性2种改性方法对半纤维素薄膜材料包括阻隔性能、力学性能等的调控。结论 对半纤维素进行物理或者化学改性,在保留原有优势性能的同时赋予半纤维素薄膜材料更好的机械强度、柔韧性、热稳定性以及疏水性等性能,符合半纤维素高值化利用新趋势。     

纤维素基气凝胶功能材料的研究进展

纤维素气凝胶具有低密度、高比表面积及高孔隙率等特性,并且在增强力学性能、改善疏水吸油性能、提高耐热温度和生物抗菌等多种领域具有良好的发展潜力。介绍了纤维素气凝胶材料的制备流程,并着重综述了各种纤维素气凝胶材料及纤维素衍生物功能气凝胶材料的最新研究进展,最后对纤维素基气凝胶材料的未来发展进行了展望。     

微纳米材料在电磁屏蔽方面的应用研究进展

信息技术的迅速发展和电子设备的大量使用,在环境中产生了如电子噪声、电磁波(EM)、电磁干扰(EMI)、射频干扰等电子污染。综述了EMI屏蔽微纳米材料相关方面的研究进展,简要分析了EMI屏蔽的基本机理和比较了纳米EMI屏蔽复合材料的制备方法,同时对比了金属和碳纳米填料EMI屏蔽复合材料,得到金属纳米EMI屏蔽复合材料,虽具有良好效果,但是存在质量大、成本高和耐腐蚀性弱等缺点。因碳系纳米材料具有质量轻,耐腐蚀性,优异的电学、电介质、热学、机械和磁性等独特特性,可替代金属作为EMI屏蔽填料,且EMI屏蔽效果优良。如多层纳米管(MWCNT)和石墨烯/聚苯胺(GN/PANI)纳米复合材料,并且两者材料的混杂可以协同改善复合材料的屏蔽效果。     

Anticorrosive,Ultralight, and Flexible Carbon‐Wrapped Metallic Nanowire Hybrid Sponges for Highly Efficient Electromagnetic Interference Shielding

Metal‐based materials with exceptional intrinsic conductivity own excellent electromagnetic interference (EMI) shielding performance. However, high density, corrosion susceptibility, and poor flexibility of the metal severely restrict their further applications in the areas of aircraft/aerospace, portable and wearable smart electronics. Herein, a lightweight, flexible, and anticorrosive silver nanowire wrapped carbon hybrid sponge (Ag@C) is fabricated and employed as ultrahigh efficiency EMI shielding material. The interconnected Ag@C hybrid sponges provide an effective way for electron transport, leading to a remarkable conductivity of 363.1 S m^?1 and superb EMI shielding effectiveness of around 70.1 dB in the frequency range of 8.2–18 GHz, while the density is as low as 0.00382 g cm^?3, which are among the best performances for electrically conductive sponges/aerogels/foams by far. More importantly, the Ag@C sponge surprisingly exhibits super‐hydrophobicity and strong corrosion resistance. In addition, the hybrid sponges possess excellent mechanical resilience even with a large strain (90% reversible compressibility) and an outstanding cycling stability, which is far better than the bare metallic aerogels, such as silver nanowire aerogels and copper nanowire foams. This strategy provides a facile methodology to fabricate lightweight, flexible, and anticorrosive metal‐based sponge for highly efficient EMI shielding applications.     

Ultrathin Cellulose Nanofiber Assisted Ambient-Pressure-Dried,Ultralight, Mechanically Robust,Multifunctional MXene Aerogels

Ambient-pressure-dried (APD) preparation of transition metal carbide/nitrides (MXene) aerogels is highly desirable yet remains highly challenging. Here, ultrathin, high-strength-to-weight-ratio, renewable cellulose nanofibers (CNFs) are efficiently utilized to assist in the APD preparation of ultralight yet robust, highly conductive, large-area MXene-based aerogels via a facile, energy-efficient, eco-friendly, and scalable freezing-exchanging-drying approach. The strong interactions of large-aspect-ratio CNF and MXene as well as the biomimetic nacre-like microstructure induce high mechanical strength and stability to avoid the structure collapse of aerogels in the APD process. Abundant functional groups of CNFs facilitate the chemical crosslinking of MXene-based aerogels, significantly improving the hydrophobicity, water resistance, and even oxidation stability. The ultrathin, 1D nature of the CNF renders the minimal MXenes’ interlayered gaps and numerous heterogeneous interfaces, yielding the excellent conductivity and electromagnetic interference (EMI) shielding performance of aerogels. The synergies of the MXene, CNF, and abundant pores efficiently improve the EMI shielding performance, photothermal conversion, and absorption of viscous crude oil. This work shows great promises of the APD, multifunctional MXene-based aerogels in electromagnetic protection or compatibility, thermal therapy, and oil-water separation applications.     

MXene基薄膜的有序组装及其在储能和电磁干扰屏蔽中的应用

5G电子消费产品日益普及,给人们的生活带来便利的同时也存在一些问题,如电磁干扰(EMI)风险大幅度提高,5G网络耗电速度快等。因此需要开发具有高EMI屏蔽性能的膜材料和高容量的电极材料来解决这些问题。作为一种新型二维材料,过渡金属碳化物、氮化物或氮碳化物(称为MXene)具有出色的导电性、低密度、亲水性表面、二维层状形态和可调节的表面化学性质等诸多优势。此外,由于MXene具有容易成膜的特点,在EMI屏蔽和储能设备等领域具有巨大的应用潜力。目前已经报道了很多基于MXene复合薄膜的工作,本文首先介绍了MXene纳米片的合成方法,然后讨论了MXene基复合薄膜的制备方法,目的是总结制备MXene复合薄膜的各种方法及其优缺点。其次,分别介绍了MXene在锂离子电池和超级电容器及EMI屏蔽膜中的应用,分析了目前的发展趋势,并且对目前主流的复合材料进行了对比,归纳了MXene复合薄膜在结构和性能上的特点和优势。最后,提出了目前MXene复合薄膜的发展所存在的问题,并对未来发展进行了展望。      

三维石墨烯-吡咯气凝胶/环氧树脂复合材料的制备及其性能EI北大核心CSCD

通过三步法及真空辅助浸渍的方法制备了石墨烯-吡咯气凝胶/环氧树脂复合材料,该复合材料质轻并且内部的多孔石墨烯-吡咯气凝胶具有较为均一的三维结构,在与环氧树脂复合之后,这种三维结构也能很好地保留。石墨烯的三维网络为电子传导提供了快速通道,使材料的导电性能显著提高,仅有0.23%(质量分数)填料含量的石墨烯-吡咯气凝胶/环氧树脂复合材料(1G-1%P,1300℃)的电导率可以达到67.1 S/m。石墨烯-吡咯气凝胶/环氧树脂复合材料(1G-1%P,1300℃)的电磁屏蔽性能在8~12 GHz可以达到33 dB,更重要的是石墨烯-吡咯气凝胶骨架还起到了增强环氧树脂基体力学性能的作用,弯曲强度和弯曲模量与环氧树脂基体相比分别提高了60.93%和25.98%(10G-5%P,180℃),石墨烯-吡咯气凝胶的三维结构可以有效地改善材料整体的电磁屏蔽性能以及力学性能。     

碳系填充型电磁屏蔽材料的研究进展

填充型电磁屏蔽材料在电磁屏蔽领域有着广阔的应用前景,而碳填料具有来源广、质量轻、成本低、导电性良好等优点,以其作为导电填料的填充型电磁屏蔽材料因具有较好的综合性能而受到越来越多的关注.对近年来国内外碳系填充型电磁屏蔽材料的发展情况进行了综合评述,着重介绍了碳系填充型电磁屏蔽材料的导电机理、填充方法、分类、掺杂及影响其屏蔽性能的主要因素.     

Scalable Fabrication of Nacre-Structured Graphene/Polytetrafluoroethylene Films for Outstanding EMI Shielding Under Extreme Environment

In this work, inspired by the great advantage of the unique “brick-mortar” layered structure as electromagnetic interference (EMI) shielding materials, a multifunctional flexible graphene nanosheets (GNS)/polytetrafluoroethylene (PTFE) composite film with excellent EMI shielding effects, impressive Joule heating performance, and light-to-heat conversion efficiency is fabricated based on the self-emulsifying process of PTFE. Both PTFE microspheres and nanofibers are employed together for the first time as “sand and cement” to build unique nacre-structured EMI shielding materials. Such configuration can obviously enhance the adhesion of composites and improve their mechanical property for the application under extreme environment. Moreover, the simple and effective repetitive roll pressing method can be used for the scalable production in industrialization. The GNS/PTFE composite film shows a high EMI shielding effectiveness (SE) of 50.85 dB. Furthermore, it has a high thermal conductivity of 16.54 W (m K)⁻¹, good flexibility, and recyclable properties. The excellent fire-resistant and hydrophobic properties of GNS/PTFE film also ensure its reliability and safety in practical application. In conclusion, the GNS/PTFE film demonstrates the potential for industrial manufacturing, and outstanding EMI shielding performance with high stability and durability, which has a broad application prospect for electronic devices in practical extreme outdoor environments.     

聚吡咯在电磁屏蔽材料中的研究进展

介绍了电磁屏蔽的基本理论,综述了聚吡咯在电磁屏蔽领域的研究进展,以及其复合材料的屏蔽性能的表征方法,并展望了聚吡咯作为电磁屏蔽材料的发展趋势。     

PDP电磁屏蔽膜的特性测试及其研究

等离子体显示器面板的电磁屏蔽膜,既要满足对规定的电磁辐射波段进行屏蔽的要求,又需要有良好的可见光透过率和对非三基色波段的光的吸收能力,以提高图象画面的显示质量.本文通过实验的方法,在某商品屏和样品屏上分别采用进口与国产EMI屏蔽膜进行测量对比,结果表明二者的EMI屏蔽膜对电磁辐射的屏蔽效果相当,基本都能将规定的不同频段的电磁辐射降到限值以下,而对于非三基色波段的光的吸收能力,进口EMI屏蔽膜的吸收效果要好于国产EMI屏蔽膜的吸收效果.     

Flexible and Ultrathin Waterproof Cellular Membranes Based on High-Conjunction Metal-Wrapped Polymer Nanofibers for Electromagnetic Interference Shielding

Ultrathin, lightweight, and flexible electromagnetic interference (EMI) shielding materials are urgently demanded to address EM radiation pollution. Efficient design to utilize the shields' microstructures is crucial yet remains highly challenging for maximum EMI shielding effectiveness (SE) while minimizing material consumption. Herein, novel cellular membranes are designed based on a facile polydopamine-assisted metal (copper or silver) deposition on electrospun polymer nanofibers. The membranes can efficiently exploit the high-conjunction cellular structures of metal and polymer nanofibers, and their interactions for excellent electrical conductivity, mechanical flexibility, and ultrahigh EMI shielding performance. EMI SE reaches more than 53 dB in an ultra-broadband frequency range at a membrane thickness of merely 2.5 µm and a density of 1.6 g cm⁻³, and an SE of 44.7 dB is accomplished at the lowest thickness of 1.2 µm. The normalized specific SE is up to 232 860 dB cm² g⁻¹, significantly surpassing that of other shielding materials ever reported. More, integrated functionalities are discovered in the membrane, such as antibacterial, waterproof properties, excellent air permeability, high resistance to mechanical deformations and low-voltage uniform heating performance, offering strong potential for applications in aerospace and portable and wearable smart electronics.