[发明专利]一种柔性银纳米线透明电磁屏蔽薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种柔性银纳米线透明电磁屏蔽薄膜，所述柔性银纳米线透明屏蔽薄膜以生物高分子层作为基膜层，基膜层上涂覆有银纳米线导电层；还包括生物高分子封装层，生物高分子封装层涂覆于银纳米线导电层的上表面。本发明还公开了上述柔性银纳米线透明电磁屏蔽薄膜的制备方法。发明电磁屏蔽薄膜采用生物高分子膜作为基膜，以明胶为原料制得的生物高分子膜能够实现在环境中的降解；由于生物高分子明胶膜表面具有大量含氧基团，因此不需要对其进行额外的表面处理，就能与银纳米线导电层实现良好的粘附效果。

技术领域

本发明涉及一种电磁屏蔽薄膜，尤其涉及一种柔性银纳米线透明电磁屏蔽薄膜，还涉及上述柔性银纳米线透明电磁屏蔽薄膜的制备方法。

背景技术

随着电子化、信息化的迅猛发展，电子产品爆发式增长，为人们的日常生活和社会生产生活提供极大便利的同时也会不可避免地带来电磁辐射和电磁干扰等问题。长期处在交错复杂的电磁辐射环境中，极大程度上影响了人体正常的新陈代谢。互相干扰的电磁波会对高精尖的电子仪器造成数据传输不稳定的现象，不利于获取高质量和高精度的数据信号。此外，在军事和航空领域各种武装设备和精密仪器的密集使用使得空间中多种电磁波相互干扰，影响设备正常工作的信号和威胁飞行安全。为满足未来电子设备如显示屏、智能窗及可穿戴电子产品的应用需求，使用柔性透明的电磁屏蔽薄膜能同时满足电磁屏蔽和光学可视的要求，使其信号检测和光学观测功能均能得到保证。

近年来，已有大量研究致力于开发柔性透明的电磁屏蔽薄膜，其中银纳米线透明屏蔽膜整体性能优良，引起了广大研究者的关注。比如，郑州大学申长雨课题组(ACSAppl.Mater.Interfaces 2020,12,40859-40869)采用喷涂法，依次在聚碳酸酯(PC)基膜上负载二维金属碳化物/氮化物Ti₃C₂T_x和银纳米线。所得产物在X波段可获得32dB的屏蔽效能，透光率为52.3％。西安交通大学吴朝新课题组(ACS Appl.Mater.Interfaces 2020,12,2826-2834)采用旋涂法在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基膜上负载银纳米线和Fe₃O₄，此电磁屏蔽薄膜在透光率为90％时，电磁屏蔽效能为24.9dB。目前所报道的柔性透明电磁屏蔽薄膜大多以PC、PET等为基膜。这些基膜在环境中无法降解，并且与导电材料之间的粘附性较差，通常需要对基膜进行氧等离子处理或添加粘结剂来增强基膜与导电材料之间的粘附性。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术中透明电磁屏蔽薄膜存在的基膜层在环境中无法降解以及与导电层粘附性不好的问题，提供一种柔性银纳米线透明电磁屏蔽薄膜；还提供了上述柔性银纳米线透明电磁屏蔽薄膜的制备方法。

技术方案：本发明所述的柔性银纳米线透明电磁屏蔽薄膜，以生物高分子层作为基膜层，基膜层上涂覆有银纳米线导电层；还包括生物高分子封装层，生物高分子封装层涂覆于银纳米线导电层上表面。

生物高分子膜表面含有大量的含氧基团，可与银纳米线紧密结合，无需复杂的表面预处理过程；在银纳米线导电层上表面涂覆生物高分子封装层，一方面能够抑制银纳米线的氧化，另一方面能够增强电磁屏蔽薄膜的力学性能。

进一步的，所述柔性银纳米线透明电磁屏蔽薄膜，生物高分子层表面大量的含氧基团与银纳米线表面的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)通过静电作用实现强有力的结合。

上述柔性银纳米线透明电磁屏蔽薄膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将采用多元醇法制备的银纳米线分散于分散液中，得到银纳米线分散液；

(2)生物高分子溶胶的制备：将明胶、增塑剂和水进行混合，水浴加热搅拌至明胶溶解，形成生物高分子溶胶；水浴法加热使其受热均匀，形成表面光滑无裂痕的生物高分子膜；

(3)在基板上依次涂覆生物高分子溶胶、银纳米线分散液及生物高分子溶胶；得到在双层生物高分子层之间夹有银纳米线导电层的夹层结构；