电磁波不仅会对电子仪器设备引发电磁干扰，还会造成电磁污染，危害人类的健康。柔性电磁屏蔽材料优异的可折叠性、贴合性等使其在防辐射服、活动式屏蔽帐篷等领域具有巨大的应用前景。皮革具有由胶原纤维束构成的网络结构，且含有丰富的羧基与氨基，能够使入射电磁波产生极化现象从而对电磁波产生介电损耗。因此，皮革是柔性电磁屏蔽基体的良好选择。铬鞣剂是制革加工过程广发使用的鞣剂，具有良好的鞣制性能，但其吸净率有限，含铬废液的排放会对环境造成污染；Cr³⁺可能被氧化为Cr⁶⁺，会对人体皮肤或内脏造成损害，诱发各种疾病及癌症。从降低环境污染，保证人体安全角度出发，无铬电磁屏蔽皮革的开发势在必行。

鉴于此，陕西科技大学马建中教授团队和韩国汉阳大学Ki-Hyun Kim院士合作，提出以聚离子液体/MOF-LDH-Zr纳米复合材料、聚苯胺（PANI）改性皮胶原纤维，从而构筑绿色无铬鞣电磁屏蔽皮革。该研究以皮胶原纤维作为基底网络，能够对电磁波产生介电损耗，并赋予该电磁屏蔽体系柔性、可穿戴性；聚离子液体/MOF-LDH-Zr能够增强皮胶原纤维间的多点交联，形成互联贯通的网络结构，不仅提升了坯革鞣制性能，而且可以对电磁波产生的吸收损耗，增强电磁屏蔽性能；PANI在皮革表面原位生长，形成导电通路，提升皮革电导率的同时提升整个电磁屏蔽皮革体系的反射损耗，从而大幅提升体系电磁屏蔽性能（图1）。

图1.电磁屏蔽皮革构筑示意图

所构筑皮革收缩温度可达94.5°C，有效电磁屏蔽效能为32.3 dB。经过1000次弯曲试验后，皮革仍保持99%以上的屏蔽效能（图2）。

图2.皮革的鞣制和电磁屏蔽性能：(a) 收缩温度，(b) 增厚率，(c) 电阻率，(d-f) 酸皮、鞣制后皮革、原位生长PANI皮革电磁屏蔽性能，(g) 三种皮革的SE_T，(h-i) 不同曲折次数皮革的SE_T及其保持率，(j) 3000次摩擦后皮革的SE_T（插图是摩擦前后皮革表面的变化）

该研究提出了一种环保型柔性电磁屏蔽皮革构筑策略，推进了制革行业的无铬鞣发展，为功能化皮革提供了新的思路。

该成果以“Fabrication of effective electromagnetic shielding leather with a chromium-free multi-network structure”为题在国际期刊《Journal of Cleaner Production》上发表论文。本文第一作者是赵苹博士生。高党鸽教授、马建中教授和Ki-Hyun Kim教授为通讯作者。

文章信息：Ping Zhao, Dangge Gao, Bin Lyu, Jianzhong Ma, Ki-Hyun Kim. Fabrication of effective electromagnetic shielding leather with a chromium-free multi-network structure[J]. Journal of Cleaner Production, 2022, 374: 133856.

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.133856