Abstract Carbon-based nanoparticles have recently generated a great attention, as they could create polymer nanocomposites with enhanced transport properties, overcoming some limitations of electrically-conductive polymers for high demanding sectors. Particular importance has been given to the protection of electronic components from electromagnetic radiation emitted by other devices. This review considers the recent advances in carbon-based polymer nanocomposites for electromagnetic interference (EMI) shielding. After a revision of the types of carbon-based nanoparticles and respective polymer nanocomposites and preparation methods, the review considers the theoretical models for predicting the EMI shielding, divided in those based on electrical conductivity, models based on the EMI shielding efficiency, on the so-called parallel resistor-capacitor model and those based on multiscale hybrids. Recent advances in the EMI shielding of carbon-based polymer nanocomposites are presented and related to structure and processing, focusing on the effects of nanoparticle’s aspect ratio and possible functionalization, dispersion and alignment during processing, as well as the use of nanohybrids and 3D reinforcements. Examples of these effects are presented for nanocomposites with carbon nanotubes/nanofibres and graphene-based materials. A final section is dedicated to cellular nanocomposites, focusing on how the resulting morphology and cellular structures may generate lightweight multifunctional nanocomposites with enhanced absorption-based EMI shielding properties.

中文翻译：

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用于电磁干扰屏蔽的碳基聚合物纳米复合材料的最新进展

摘要 碳基纳米粒子最近引起了极大的关注，因为它们可以创造具有增强传输性能的聚合物纳米复合材料，克服了高要求领域导电聚合物的一些局限性。保护电子元件免受其他设备发出的电磁辐射的影响尤为重要。本综述考虑了用于电磁干扰 (EMI) 屏蔽的碳基聚合物纳米复合材料的最新进展。在对碳基纳米粒子的类型和各自的聚合物纳米复合材料和制备方法进行修订后，综述考虑了预测 EMI 屏蔽的理论模型，分为基于电导率的模型、基于 EMI 屏蔽效率的模型、关于所谓的并联电阻-电容模型和基于多尺度混合模型的模型。介绍了碳基聚合物纳米复合材料 EMI 屏蔽的最新进展，并与结构和加工相关，重点是纳米颗粒的纵横比和加工过程中可能的功能化、分散和排列的影响，以及纳米复合材料和 3D 增强材料的使用。对于具有碳纳米管/纳米纤维和石墨烯基材料的纳米复合材料，展示了这些效应的例子。最后一部分专门介绍蜂窝纳米复合材料，重点介绍所得的形态和蜂窝结构如何生成具有增强的基于吸收的 EMI 屏蔽性能的轻质多功能纳米复合材料。介绍了碳基聚合物纳米复合材料 EMI 屏蔽的最新进展，并与结构和加工相关，重点是纳米颗粒的纵横比和加工过程中可能的功能化、分散和排列的影响，以及纳米复合材料和 3D 增强材料的使用。对于具有碳纳米管/纳米纤维和石墨烯基材料的纳米复合材料，展示了这些效应的例子。最后一部分专门介绍蜂窝纳米复合材料，重点介绍所得的形态和蜂窝结构如何生成具有增强的基于吸收的 EMI 屏蔽性能的轻质多功能纳米复合材料。介绍了碳基聚合物纳米复合材料 EMI 屏蔽的最新进展，并与结构和加工相关，重点是纳米颗粒的纵横比和加工过程中可能的功能化、分散和排列的影响，以及纳米复合材料和 3D 增强材料的使用。对于具有碳纳米管/纳米纤维和石墨烯基材料的纳米复合材料，展示了这些效应的例子。最后一部分专门介绍蜂窝纳米复合材料，重点介绍所得的形态和蜂窝结构如何生成具有增强的基于吸收的 EMI 屏蔽性能的轻质多功能纳米复合材料。加工过程中的分散和对齐，以及纳米复合材料和 3D 增强材料的使用。对于具有碳纳米管/纳米纤维和石墨烯基材料的纳米复合材料，展示了这些效应的例子。最后一部分专门介绍蜂窝纳米复合材料，重点介绍所得的形态和蜂窝结构如何生成具有增强的基于吸收的 EMI 屏蔽性能的轻质多功能纳米复合材料。加工过程中的分散和对齐，以及纳米复合材料和 3D 增强材料的使用。对于具有碳纳米管/纳米纤维和石墨烯基材料的纳米复合材料，展示了这些效应的例子。最后一部分专门介绍蜂窝纳米复合材料，重点介绍所得的形态和蜂窝结构如何生成具有增强的基于吸收的 EMI 屏蔽性能的轻质多功能纳米复合材料。