三维打印银铋硫化物/碳纤维复合材料实现高效电磁屏蔽与热管理一体化

来自国内的研究人员通过创新性三维打印技术，制备了银铋硫化物(AgBiS2)纳米结构修饰的编织碳纤维(WCF)复合材料。该材料兼具84.2°C焦耳加热(Joule heating)、85.7dB电磁干扰(EMI)屏蔽效能及16.38应变系数传感性能，其绝对EMI屏蔽值达1.1×104dB·cm2·g-1，机械强度较基体提升109%，为航空航天设备多功能集成提供了突破性解决方案。

　　

这项突破性研究展示了三维打印技术制备的多功能复合材料。通过在编织碳纤维(WCF)表面垂直生长银铋硫化物(AgBiS₂)纳米结构，并分散MXene纳米片于聚偏氟乙烯(PVDF)基体中，研究人员成功开发出具有三重功能的智能材料。当施加2V电压时，材料迅速升温至84.2°C，展现出卓越的焦耳加热性能，可有效应对严寒环境下的除冰需求。

更令人振奋的是，纳米棒(NR)修饰的WCF-1.0%MXene复合材料表现出惊人的电磁干扰(EMI)屏蔽效能——85.7dB的屏蔽效果配合1.1×10⁴dB·cm²·g^-1的绝对屏蔽值，即便经历极端温度考验和机械磨损仍保持稳定。材料还具备灵敏的压阻传感特性，应变系数高达16.38，可实时监测结构健康状态。

该复合材料机械性能同样出众，拉伸强度比纯WCF/PVDF基体提升109%，兼具优异的阻燃性和热稳定性。这种"三合一"智能材料的问世，为航空航天器和无人机的轻量化、多功能集成提供了全新解决方案，标志着结构功能一体化复合材料进入新纪元。