韓國材料科學研究所（KIMS）崔俊鎮(zhèn)院長領(lǐng)導的研究團隊，聯(lián)合韓國科學技術(shù)院（KIST）金善俊博士與金宰宇博士團隊，成功開發(fā)出一種超薄復合薄膜。該薄膜將碳納米管（CNT）纖維與MXene納米片結(jié)合，形成類似“磚墻”的微觀結(jié)構(gòu)，同時具備電磁干擾（EMI）屏蔽、紅外（IR）隱身及高機械強度三大特性，有望應用于航天、5G/6G通信及可穿戴電子設備。

隨著現(xiàn)代防御系統(tǒng)與先進電子設備的發(fā)展，市場對能同時抵御紅外探測與電磁威脅的輕量化柔性屏蔽材料需求日益增長。傳統(tǒng)金屬屏蔽材料存在重量大、易腐蝕、柔韌性差等局限；碳納米管纖維雖輕且強度高、EMI屏蔽效果好，但難以組裝成大尺寸薄膜且紅外發(fā)射率較高；MXene紅外發(fā)射率低利于隱身，但機械強度與長期穩(wěn)定性不足。單一材料難以兼顧上述性能，亟需新型復合材料突破瓶頸。

為克服上述限制，研究團隊借鑒建筑中的“磚墻”架構(gòu)，將CNT纖維表面接枝氨基以促進與MXene的結(jié)合。纖維連續(xù)通過MXene溶液并并排卷繞成膜。在該混合結(jié)構(gòu)中，排列整齊的CNT纖維充當結(jié)構(gòu)性“磚塊”，MXene填充間隙并作為導電“砂漿”。此設計有效抑制了CNT纖維間的滑移，提升了薄膜整體機械強度，同時構(gòu)建了貫穿材料的連續(xù)導電通路，顯著增強電磁屏蔽效能。

盡管薄膜厚度僅為17.5微米（約為人發(fā)直徑的五分之一），其電磁屏蔽效能仍達到約90分貝（dB），在通信與雷達頻段可阻擋超過99.9999999%的入射電磁波。薄膜抗拉強度達1.02吉帕斯卡（GPa），機械性能媲美高強度鋼。此外，表面的MXene涂層降低了紅外輻射，使材料對熱成像等紅外探測系統(tǒng)更隱蔽。與傳統(tǒng)MXene薄膜相比，該復合膜在高溫高濕環(huán)境及反復機械形變下仍能保持性能穩(wěn)定。

憑借輕薄特性與多功能集成，該薄膜可用于提升戰(zhàn)斗機、無人機等系統(tǒng)及航空航天電子設備的生存能力。其柔性形態(tài)也適合作為5G/6G通信設備、可穿戴電子產(chǎn)品及下一代折疊或彎曲電子產(chǎn)品的電磁屏蔽材料。

該技術(shù)兼容連續(xù)化制造工藝，為未來大面積量產(chǎn)提供了路徑。目前研究團隊已為核心技術(shù)申請專利，正推進后續(xù)研究以聚焦大面積成膜工藝及實際器件集成。此外，作為核心技術(shù)之一的CNT纖維生產(chǎn)技術(shù)已有兩項技術(shù)轉(zhuǎn)讓正在推進中。

首席研究員金泰勛博士表示：“該技術(shù)的核心在于像砌磚墻一樣組合不同特性的納米材料，保留各自優(yōu)勢并彌補短板?！彼A期該多功能材料不僅將在未來系統(tǒng)與航天技術(shù)中發(fā)揮重要作用，也有望解決新一代通信設備與可穿戴電子產(chǎn)品的電磁干擾問題。相關(guān)成果于2026年8月5日在線發(fā)表于復合材料領(lǐng)域國際期刊《Advanced Composites and Hybrid Materials》（影響因子15.5）。本研究獲韓國國家科學研究理事會（NST）及韓國國家研究基金會（NRF）資助。