XS
Xuetao Shi
Author with expertise in Electromagnetic Interference Shielding and Materials
Achievements
Cited Author
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
10
(20% Open Access)
Cited by:
1,755
h-index:
42
/
i10-index:
92
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Ultra-light MXene aerogel/wood-derived porous carbon composites with wall-like “mortar/brick” structures for electromagnetic interference shielding

Chaobo Liang et al.Feb 13, 2020
Renewable porous biochar and 2D MXene have attracted significant attention in high-end electromagnetic interference (EMI) shielding fields, due to unique orderly structures and excellent electrical conductivity (σ) value. In this work, the wood-derived porous carbon (WPC) skeleton from natural wood was performed as a template. And excellent conductive and ultra-light 3D MXene aerogel was then constructed to prepare the MXene aerogel/WPC composites, based on highly ordered honeycomb cells inner WPC as a microreactor. Higher carbonization temperature is more conducive to the graphitization degree of natural wood. MXene aerogel/WPC composites achieve the optimal EMI SE value of up to 71.3 dB at density as low as 0.197 g/cm3. Such wall-like "mortar-brick" structures (WPC skeleton as "mortar" and MXene aerogel as "brick") not only effectively solve the unstable structure problem of MXene aerogel networks, but also greatly prolong the transmission paths of the electromagnetic waves and dissipate the incident electromagnetic waves in the form of heat and electric energy, thereby exhibiting the superior EMI shielding performance. In addition, MXene aerogel/WPC composites also exhibit good anisotropic compressive strength, excellent thermal insulation and flame retardant properties. Such ultra-light, green and efficient multi-functional bio-carbon-based composites have great application potential in the high-end EMI shielding fields of aerospace and national defence industry, etc.
0

Design of efficient microstructured path by magnetic orientation boron nitride nanosheets/MnFe2O4 enabling waterborne polyurethane with high thermal conductivity and flame retardancy

Hao Jiang et al.May 27, 2024
The miniaturization and high-power density of electronic devices presents new challenges in thermal management. The precise control of microstructure arrangement, particularly in boron nitride nanosheets (BNNS), is essential for achieving efficient heat dissipation in highly thermally conductive composites within electrically insulating package. In this work, manganese ferrite was hydrothermally synthesized on BNNS, creating a layered structure in a magnetically responsive nanohybrid material named BNNS@M. This material was then integrated into a waterborne polyurethane (WPU) solution and shaped under a magnetic field to produce thermally conductive film. By altering the magnetic field direction, the microstructure orientation of BNNS@M was controlled, resulting in anisotropic thermally conductive composite films with horizontal and vertical orientations. Specifically, under a vertical magnetic field, the film 30-Ve-BNNS@WPU, containing 30 wt.% BNNS@M, achieved a through-plane thermal conductivity of 8.5 W m−1 K−1 and an in-plane thermal conductivity of 1.8 W m−1 K−1, showcasing significant anisotropic thermal conductivity. Meanwhile, these films demonstrated excellent thermal stability, mechanical performance, and flame retardancy. Furthermore, employing Foygel's theory elucidated the impact of filler arrangement on thermal conductivity mechanisms and the actual application of 5G device chips and LED lamps emphasizing the potential of these thermally conductive films in thermal management applications. This investigation contributes valuable design concepts and foundations for the development of anisotropic thermally conductive composites suitable for electron thermal management.
0

Interface strengthening for carbon fiber‐reinforced poly(ether‐ether‐ketone) laminated composites by introducing fluorene‐containing branched poly(aryl‐ether‐ketone)

Zheng Liu et al.Jul 17, 2024
Abstract Fluorene‐containing branched poly(aryl‐ether‐ketone) (BFPAEK) with terminal hydroxyl groups is synthesized by random copolycondensation reaction; then, the CF@BFPAEK/PEEK laminated composite is prepared by the “powder impregnation‐high temperature compression molding” method with poly(ether‐ether‐ketone) (PEEK) as the matrix and BFPAEK‐modified carbon fiber (CF@BFPAEK) as the reinforcement. When the content of branched units in BFPAEK is 10% and the coating amount of BFPAEK on the carbon fiber (CF) surface is 3 wt%, the CF@BFPAEK/PEEK laminated composite has outstanding mechanical properties, with an interlaminar shear strength (ILSS) of 57.3 MPa and flexural strength of 589.4 MPa, which are 80.2% and 44.3% higher than those of the pure CF/PEEK laminated composite (31.8 and 408.4 MPa), respectively. After 288 h of hydrothermal aging and high/low‐temperature alternating aging, the corresponding retention rate of ILSS and flexural strength are respectively 87.9% and 84.7%, higher than those of pure CF/PEEK laminated composites (74.5% and 70.4%). The thermal conductivity coefficient and temperature for 5% weight loss of CF@BFPAEK/PEEK laminated composite are 1.85 W m −1 K −1 and 538.0°C, respectively.
0

Liquid Crystal‐Engineered Polydimethylsiloxane: Enhancing Intrinsic Thermal Conductivity through High Grafting Density of Mesogens

Haitian Zhang et al.Jan 20, 2025
The increasing power and integration of electronic devices have intensified serious heat accumulation, driving the demand for higher intrinsic thermal conductivity in thermal interface materials, such as polydimethylsiloxane (PDMS). Grafting mesogens onto PDMS can enhance its intrinsic thermal conductivity. However, the high stability of the PDMS chain limits the grafting density of mesogens, restricting the improvement in thermal conductivity. This work proposes a new strategy to efficiently introduce mesogens onto PDMS through ring‐opening copolymerization of liquid crystal cyclosiloxane and octamethylcyclotetrasiloxane, enhancing the grafting density. The relationship between the grafting density and intrinsic thermal conductivity of liquid crystal polydimethylsiloxane (LC‐PDMS) is investigated by nonequilibrium molecular dynamics (NEMD) simulations. Based on the simulation results, LC‐PDMS with enhanced intrinsic thermal conductivity is synthesized. When the grafting density of mesogens reaches 77.4%, its intrinsic thermal conductivity coefficient (λ) increases to 0.56 W/(m·K), showing a 180.0% improvement over ordinary PDMS (0.20 W/(m·K)). The LC‐PDMS also exhibits the low dielectric constant (ε, 2.69), low dielectric loss tangent (tanδ, 0.0027), high insulation performance (volume resistivity, 3.51×1013 Ω·cm), excellent thermal stability (heat resistance index, 217.8℃) and excellent hydrophobicity (water contact angle, 137.4°), fulfilling the comprehensive requirements of advanced thermal interface materials.
0

Liquid Crystal‐Engineered Polydimethylsiloxane: Enhancing Intrinsic Thermal Conductivity through High Grafting Density of Mesogens

Haitian Zhang et al.Jan 20, 2025
The increasing power and integration of electronic devices have intensified serious heat accumulation, driving the demand for higher intrinsic thermal conductivity in thermal interface materials, such as polydimethylsiloxane (PDMS). Grafting mesogens onto PDMS can enhance its intrinsic thermal conductivity. However, the high stability of the PDMS chain limits the grafting density of mesogens, restricting the improvement in thermal conductivity. This work proposes a new strategy to efficiently introduce mesogens onto PDMS through ring‐opening copolymerization of liquid crystal cyclosiloxane and octamethylcyclotetrasiloxane, enhancing the grafting density. The relationship between the grafting density and intrinsic thermal conductivity of liquid crystal polydimethylsiloxane (LC‐PDMS) is investigated by nonequilibrium molecular dynamics (NEMD) simulations. Based on the simulation results, LC‐PDMS with enhanced intrinsic thermal conductivity is synthesized. When the grafting density of mesogens reaches 77.4%, its intrinsic thermal conductivity coefficient (λ) increases to 0.56 W/(m·K), showing a 180.0% improvement over ordinary PDMS (0.20 W/(m·K)). The LC‐PDMS also exhibits the low dielectric constant (ε, 2.69), low dielectric loss tangent (tanδ, 0.0027), high insulation performance (volume resistivity, 3.51×1013 Ω·cm), excellent thermal stability (heat resistance index, 217.8℃) and excellent hydrophobicity (water contact angle, 137.4°), fulfilling the comprehensive requirements of advanced thermal interface materials.