「自帶雨衣」的電磁屏蔽材料

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對於很多人來說，「輻射」是一個敏感的詞，往往會談「輻射」色變。是的，我們每時每刻都生活在電磁輻射的環境中，暴露在不同來源的電磁場下，比如手機、電腦、吹風機、微波爐、電熱毯、電療設備和雷達等。不過大家不必太擔心，大部分電磁輻射對人體都不會產生危害。

比如大家所顧慮的電磁輻射對白內障的影響，世界衛生組織顯示：在接觸高強度射頻和微波輻射的工人中，偶爾會有普通的眼部刺激和白內障的報告，但是動物的實驗結果並不支持在沒有達到加熱危險的電磁場強度下會產生這樣形式的眼部傷害，更沒有證據顯示這樣的效應會在大眾接觸到的電磁場強度下發生。而我們平時接觸到的電磁場強度比工人職業的強度低很多。

圖1 隨處可見的電磁波

雖然低強度電磁輻射對我們日常並不產生危害，但是，現在人類已經進入了電子信息化時代，各種高集成和高功率無線通信系統和電子器件數量急劇增加，導致電磁干擾和電磁污染問題日益突出，不僅在通信領域中對信號的產生、傳播和接收造成了極大的影響，而且給人類社會的生產與生活來了不容忽視的危害。

聯合國人類環境會議早在1969年就將電磁污染列為繼大氣污染、水污染、雜訊污染之後的全球「第四大環境污染」。

因此，抑制電磁污染的材料——電磁屏蔽材料也就應運而生。電磁屏蔽材料是一類能夠通過吸收和反射等方式來衰減電磁波能量傳播以有效抑制電磁干擾和污染的功能材料。

圖2 電磁屏蔽的原理

對於戶外全天候電子設備如信號站、戶外電磁裝置等，如遇污水污染或酸雨腐蝕，其電磁屏蔽效能都會減小。因此對於戶外設施來說，電磁屏蔽材料除了需滿足「高效、輕質、低反射」的要求外，對其它性能如防腐、自清潔性能也提出了新的期望。

所謂的自清潔效果，就是賦予材料超疏水性。而在自然界中，有很多植物和動物都具有超疏水現象。比如荷花，通常生長在沼澤和淺水區域，但卻具有「出淤泥而不染」的特性。除此之外，還有蝴蝶的翅膀、玫瑰的花瓣和蚊子等等，都具有防水、防污、防粘以及自清潔功能。

圖3 超疏水的荷葉

以電磁屏蔽材料為基礎構建超疏水表面，不僅能有效防止空氣中酸性介質滲入，提高抗腐蝕能力，還可以賦予其自清潔功能。因此，系統、科學地對電磁屏蔽材料進行結構設計，開展具有超疏水表面新型多功能電磁屏蔽材料的研究，對相關電子設備的安全長效使用具有重要的現實意義。

圖4 不沾不濕，水滴一抖即落的電磁屏蔽材料（圖中黑色是超疏水的電磁屏蔽材料，黑色上面的物質是灰塵，用水一衝立即乾淨）

最近，中科院寧波材料所研究人員在超疏水電磁屏蔽材料領域取得了進展。

在工藝上，科研人員採用模板法和水蒸氣誘導相分離法，構建了具有優異電磁屏蔽效能的超疏水表面多孔聚合物複合材料，同時該聚合物複合材料在長時間的紫外照射下任具有很好的性能穩定性，實現了戶外全天候電子設備的實際需求。

也就是說，此電磁屏蔽材料不僅經得起「日晒」，還經得起「雨打」，當遇到酸雨或者污水時，會給自己穿一件「雨衣」，不僅保護自己不受腐蝕，也實現了水滴一抖即落，同時具有荷葉的自清潔效果。這讓經常經受雨打風吹的戶外全天候電子設備能夠像荷葉一樣出淤泥而不染。

作者：沈斌

來源：中國科學院寧波材料技術與工程研究所

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