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　　tyc太阳成集团ღ✿◈，太阳集团城官网ღ✿◈，suncitygroup太阳集团ღ✿◈，生物基降解ღ✿◈。太阳成集团ღ✿◈，新能源ღ✿◈，随着物联网技术的飞速发展和电子设备数量的激增ღ✿◈，特别是无线传输设备的普及ღ✿◈，开发具有更低延迟ღ✿◈、更宽带宽的高频通信波段已成为迫切需求suncitygroup太阳新城ღ✿◈。这推动了5G等高频通信技术的进步ღ✿◈，并促进了对柔性低介电材料的研究ღ✿◈。然而ღ✿◈，目前广泛使用的低介电聚合物树脂山西万荣小学事件ღ✿◈，如聚酰亚胺ღ✿◈、聚苯醚等ღ✿◈，大多基于石油原料ღ✿◈，存在成本高ღ✿◈、不可再生ღ✿◈、难以处理和回收等问题ღ✿◈，尤其不适用于中低端和一次性应用场景ღ✿◈。因此ღ✿◈，开发低成本ღ✿◈、可持续的低介电聚合物基底材料显得尤为重要ღ✿◈。

　　近期ღ✿◈，武汉理工大学杨全岭教授课题组通过一步蒸发法制备出具有不对称梯度孔结构的乙基纤维素多孔薄膜suncitygroup太阳新城ღ✿◈，该薄膜表面致密ღ✿◈，内部多孔ღ✿◈。研究提出了干法相转化技术与呼吸图案现象的协同成孔机制ღ✿◈。这种不对称EC多孔薄膜在6 GHz下的相对介电常数低至2.02 ± 0.03ღ✿◈，表现出优异的介电稳定性ღ✿◈、印刷适应性和弯曲能力ღ✿◈。废弃的印刷天线和制膜过程中的边角料可通过简单的溶解-离心过程实现乙基纤维素的分离与回收ღ✿◈。该制备过程绿色简便ღ✿◈，制造成本极低ღ✿◈，且具有良好的可回收性和潜在的卷对卷工艺适应性suncitygroup太阳新城ღ✿◈，使得不对称EC多孔薄膜在中低端及一次性厘米波射频器件基板领域极具竞争力ღ✿◈。相关论文以“One-Step Preparation of Ethyl Cellulose Films with Asymmetric Graded Pores for Low Dielectric Printing Substrates”为题ღ✿◈，发表在Advanced Materials上ღ✿◈，论文第一作者为Niu Fukunsuncitygroup太阳新城ღ✿◈。

　　研究首先对商业EC的基本性质进行了表征suncitygroup太阳新城ღ✿◈。FTIR光谱显示O-H吸收较弱ღ✿◈，而C-O吸收明显ღ✿◈，表明羟基已大量转化为乙氧基ღ✿◈。DSC曲线显示出明显的玻璃化转变和熔融过程山西万荣小学事件ღ✿◈，较高的玻璃化转变温度（约131.8°C）使EC能满足大多数天线应用场景的耐热要求ღ✿◈。热重分析表明EC具有高热稳定性ღ✿◈，其高疏水性也是介电应用的一大优势ღ✿◈。通过分子模拟发现ღ✿◈，乙氧基的引入不仅增加了分子的极化率ღ✿◈，但更重要的是其巨大的体积增加了EC的范德华体积ღ✿◈，减少了单位体积内的分子数ღ✿◈，且分子极性指数显著降低ღ✿◈，共同促使高取代度EC表现出比纤维素更低的介电常数和介电损耗ღ✿◈。

　　通过对EC薄膜形貌的扫描电镜观察发现ღ✿◈，所有EC-P样品均显示出致密的表皮和由小片状物连接而成的三维内部结构ღ✿◈。薄膜上表面平坦致密ღ✿◈，带有少量小凹陷ღ✿◈。靠近上表面的断面形貌显示ღ✿◈，EC-P4ღ✿◈、EC-P6和EC-P8表现出明显的多孔特征ღ✿◈，尤其是EC-P6的六边形孔洞类似于呼吸图案现象形成的蜂窝状孔ღ✿◈。孔隙率随着初始加水量的增加而增加suncitygroup太阳新城ღ✿◈，表明可通过加水量控制薄膜的孔隙率ღ✿◈。通过对比EC-A6（初始加水ღ✿◈，在≈0% RH下干燥以消除BF现象）ღ✿◈、EC-P0（仅受BF现象影响）和EC-P6的断面形貌ღ✿◈，证实当两种成孔机制共存时ღ✿◈，EC-P6断面呈现出清晰的分层孔特征ღ✿◈：上层为BF现象主导的蜂窝状孔ღ✿◈，下层为由初始添加水缓慢聚结ღ✿◈、生长和蒸发形成的不规则连通大孔ღ✿◈。EC-P6的上表面光滑致密ღ✿◈，而下表面较为粗糙ღ✿◈，这种不同粗糙度的表面能更好地适应不同粘度的油墨ღ✿◈。

　　图1ღ✿◈： (A-E) EC-P0, EC-P2, EC-P4, EC-P6, EC-P8 的数码照片和微观断面形貌ღ✿◈；(F) 薄膜样品断面观察位置的选择ღ✿◈，上述样品的断面图像均选自靠近上表面的区域ღ✿◈，该区域受空气中H₂O影响最大ღ✿◈；(G) EC薄膜样品的孔隙率ღ✿◈，数据根据P=1−ρ/ρ0计算ღ✿◈。EC的线）由制造商提供ღ✿◈，EC薄膜样品的表观密度（ρ）根据质量与体积的比值计算ღ✿◈。由于EC-P0缺乏宏观连续多孔区域ღ✿◈，该方法不适用于计算EC-P0的孔隙率山西万荣小学事件ღ✿◈。

　　研究进一步阐明了EC/乙醇/水三元体系干燥过程的成孔机理山西万荣小学事件ღ✿◈。乙醇首先从混合物表面蒸发ღ✿◈，导致中心区域温度下降更显著ღ✿◈，促进了空气中水分的BF冷凝过程ღ✿◈。同时ღ✿◈，由于温度下降不均匀引起的表面张力差ღ✿◈，体系内均匀分布的水分子通过马兰戈尼效应向中心富集ღ✿◈。随着表面乙醇的进一步蒸发和BF水滴的凝结下沉ღ✿◈，表面附近水浓度持续升高ღ✿◈，诱导EC聚合物发生非溶剂诱导相分离过程ღ✿◈，最终在表面形成致密皮层ღ✿◈。皮层形成后ღ✿◈，内部乙醇缓慢蒸发ღ✿◈，由初始添加水主导的NIPS过程在内部缓慢进行ღ✿◈，形成与初始加水量密切相关的内部孔结构ღ✿◈。完全干燥的EC-P可分为中心多孔区ღ✿◈、边缘致密区以及两者之间的过渡区ღ✿◈。

　　图3ღ✿◈： (A) 环境条件下EC/EtOH/H₂O三元体系的干燥机理示意图suncitygroup太阳新城ღ✿◈，为显著表示BF现象对近表面孔隙的影响山西万荣小学事件ღ✿◈，小孔区域的比例被额外放大ღ✿◈。此外ღ✿◈，不同EC-P样品中多孔区域ღ✿◈、过渡区域和致密区域的比例各不相同ღ✿◈；(B-D) EC-P6蒸发过程中的表面温度图像ღ✿◈：0分钟 (B), 10分钟 (C), 以及温度分布曲线 (D)ღ✿◈；(E) EC-P4在干燥过程中的数码照片ღ✿◈。

　　在介电性能方面ღ✿◈，由于乙氧基带来的弱化偶极极化ღ✿◈、大本征体积和巨大自由体积ღ✿◈，EC本身比纤维素具有更低的介电常数和介电损耗ღ✿◈。所有EC-P样品在测试范围内均表现出低介电常数特性ღ✿◈，且介电常数随非溶剂含量增加而降低ღ✿◈。EC-P6在2 MHz下的介电常数为2.20 ± 0.03ღ✿◈，与一些氟化聚酰亚胺相当ღ✿◈。研究证明了BF现象仅在薄膜中心形成孔洞ღ✿◈，而初始添加水有助于降低几乎整个薄膜区域的介电常数ღ✿◈。EC-P6在不同位置表现出极佳的介电均匀性ღ✿◈，并且在0-120°C宽温度范围内也表现出良好的介电稳定性ღ✿◈。薄膜的介电常数可通过初始加水量ღ✿◈、环境湿度和总厚度进行调控ღ✿◈。与一系列已报道的生物基树脂材料和传统纤维素纸基板相比ღ✿◈，EC-P6因其高孔隙率和EC固有的低介电特性ღ✿◈，在介电性能上展现出显著优势ღ✿◈。

　　图4ღ✿◈： EC薄膜的相对介电常数 (A) 和介电损耗 (B)ღ✿◈；EC-Dღ✿◈、EC-P0山西万荣小学事件ღ✿◈、EC-A6和EC-P6的相对介电常数比较 (C)ღ✿◈；EC-P6的介电性能均匀性 (D)ღ✿◈；EC-P6在0–120°C下的介电性能 (E)ღ✿◈；在不同环境湿度下蒸发得到的EC-P6的介电性能 (F)ღ✿◈；不同厚度EC-P6的相对介电常数 (G)ღ✿◈；EC-P6与其他低介电材料的介电性能比较 (H)ღ✿◈；雷达图比较EC与低介电塑料（包括PIღ✿◈、LCPღ✿◈、PBOღ✿◈、PPOღ✿◈、PP和PTFE）的综合性能 (I)ღ✿◈。

　　研究初步通过丝网印刷技术验证了不对称EC薄膜作为印刷贴片天线基板的潜力ღ✿◈。基于EC-P6基板设计的贴片天线及其阵列表现出与仿真结果相近的回波损耗ღ✿◈，天线阵列的增益和辐射效率较单贴片天线基板还表现出足够的弯曲特性和优异的共形性ღ✿◈。通过串联电容模型验证了基板双层结构对天线辐射性能的影响较小ღ✿◈，等效介电性能可通过实验轻松确定ღ✿◈。

　　图5ღ✿◈： EC-P6的介电常数 (A)ღ✿◈；单个贴片天线天线阵列的结构 (B)ღ✿◈；基于EC-P6基板的贴片天线贴片天线阵列的图像 (C)ღ✿◈；贴片天线的回波损耗和仿线贴片天线阵列的回波损耗和仿真方向图 (E)ღ✿◈；基于串联电容模型的双层结构等效介电常数计算过程 (F)ღ✿◈；辐射贴片印刷在不同表面的侧视图 (G)ღ✿◈。

　　最后ღ✿◈，针对EC-P薄膜因马兰戈尼效应导致的边缘与中心孔分布不一致问题ღ✿◈，以及一次性应用产生的大量废弃物ღ✿◈，研究开发了集中处理方案ღ✿◈。通过乙醇浸泡ღ✿◈、充分搅拌和低速离心ღ✿◈，可有效分离EC基板与银导电图案ღ✿◈。回收的EC可按原工艺制成R-EC-P6ღ✿◈，其外观和介电性能与原始EC-P6高度一致ღ✿◈，完全适用于重新印刷天线ღ✿◈，进一步降低了材料成本ღ✿◈，从根本上解决了边角料和废弃天线的回收问题ღ✿◈。

　　这项研究成功利用乙基纤维素一步制备出具有不对称梯度孔结构的低介电薄膜ღ✿◈，综合性能优异ღ✿◈，并实现了材料的闭环回收ღ✿◈，为可持续ღ✿◈、低成本的可降解电子器件ღ✿◈，特别是中低端和一次性射频设备提供了有竞争力的基板材料解决方案ღ✿◈。当前对纤维素衍生物创新应用的研究相对有限ღ✿◈，该工作有望激发科研人员对纤维素衍生物在新领域应用的兴趣ღ✿◈。