随着无线通信设备、便携式电子产品以及新一代可穿戴技术的快速发展，电磁干扰问题日益突出。柔性纳米纤维膜具有质量轻、比表面积大、孔隙结构可调和易功能化等优势，是制备电磁屏蔽材料的重要候选体系。然而，传统复合纳米纤维膜通常面临导电填料团聚、界面结合较弱、机械强度不足等问题。如何在较低填料用量下兼顾高电磁屏蔽性能、力学强度和柔韧性，仍是该领域亟待解决的关键问题。

武汉纺织大学研究团队构建了一种具有多级交联增强结构的多功能纤维复合膜。研究人员以聚乙烯醇-乙烯共聚物（PVA-co-PE）纳米纤维为基体，以超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维为增强骨架，并将二维还原氧化石墨烯（RGO）和一维银纳米线（AgNWs）引入纤维交叉网络。随后，利用低能电子束辐照，在交联剂作用下形成多级交联结构，获得PVA／UPE／RG／Ag-X复合膜。该复合膜兼具高强度、良好柔韧性、优异电磁屏蔽性能以及电热和光热转换能力，为柔性可穿戴电子器件、电磁防护和热管理材料的设计提供了新的思路。相关研究成果发表于《Small》上。

PVA/UPE/RG/Ag-X复合膜的制备过程及微观结构表征结构

表征结果显示，交联后纤维排列更加紧密，RGO和AgNWs在纤维网络中形成了连续的导电通路。XPS和FTIR分析进一步证明，复合膜内部形成了新的化学交联键和更加丰富的氢键作用。

复合膜的结构表征及各组分之间的相互作用机制

随着RGO／AgNWs含量由3 wt.%增加至9 wt.%，复合膜的电磁屏蔽效能由33.7 dB提高至50.3 dB，表现出优异的电磁防护能力。复合膜在120 ℃环境中放置24 h后，电磁屏蔽效能仍保持在40 dB以上；在高低温、强酸和强碱环境中处理12 h后，其屏蔽效能仍高于46 dB。特斯拉线圈和智能手表无线充电实验进一步验证了该复合膜的实际屏蔽能力。

复合膜的电磁屏蔽性能、极端环境稳定性及应用演示

通过调节外加电压，可以灵活控制材料表面的饱和温度。在2.0、3.0和4.0 V电压下，复合膜的表面饱和温度分别达到45.6、59.3和67.1 ℃。停止供电后，材料能够迅速冷却至环境温度。在4.0 V电压下持续工作2700 s，其表面温度基本保持稳定，展现出良好的长期电热稳定性。此外，复合膜还能够通过电热作用快速融化冰块，并表现出一定的自熄特性，为除冰、柔性加热和智能温控等应用提供了可能。

复合膜的电热转换性能及表面温度调控能力

除电热转换外，该复合膜还具有优异的光热响应。在400 mW／cm²光照强度下，材料表面温度可快速升高至98.6 ℃。通过改变光照强度，可以实现梯度升温和表面温度的灵活调节。复合膜在多次加热—冷却循环以及长时间光照过程中均表现出良好的温度稳定性。

复合膜的光热转换性能、循环稳定性及导热网络机制

在获得高电磁屏蔽性能的同时，复合膜还保持了优异的力学性能和柔韧性。未交联PVA／UPE膜的拉伸强度为7.4 MPa；加入RGO和AgNWs后，复合膜的拉伸强度提高至13.6 MPa；经过电子束辐照交联后，PVA／UPE/RG／Ag-X复合膜的拉伸强度进一步提升至19.7 MPa。经过100次循环压缩后，复合膜的压缩曲线基本重合，未出现明显永久变形。样品还能够承受拉伸、弯曲、扭转和打结等多种形变，显示出良好的柔性和结构稳定性。

复合膜的力学性能、循环压缩稳定性及柔性展示

该研究通过真空辅助过滤与低能电子束辐照交联相结合，成功制备了具有多级交联增强结构的多功能纤维复合膜。该复合膜具有高强度、良好柔韧性、优异电磁屏蔽性能以及电热和光热转换能力，在柔性可穿戴电子产品、电磁防护、智能温控、除冰以及医疗热疗等领域具有潜在应用价值。

原文链接：https://doi.org/10.1002/smll.75045

（来源：易丝帮）