纺织基电磁屏蔽材料的发展与应用

苏 婧，兰春桃，王 静，关 玉,3，付少海,3

(1.江南大学纺织科学与工程学院，江苏无锡 214122；

2.佛山中纺联检验技术服务有限公司，广东佛山 528211；

3.国家先进印染技术创新中心，山东泰安 271000)

由电流驱动的设备，小到手机、电脑和电灯等生活必需品[1]，大到现代医疗器械、无线电通信基站以及配电设施等大型设备[2]都会带来电磁辐射(Electromagnetic radiation, EMR)污染。近年来，随着电子科技在人们生活中的大量普及，EMR逐渐成为地球上的第四大污染源。

近代研究发现不同波长的EMR会互相干扰(尤其在104～1012Hz)，甚至会对生物体和精密仪器产生破坏，这个现象称为电磁干扰(Electromagnetic interference,EMI)[3]。EMI会影响生物体的物质遗传[4]，特别是对少年儿童等群体[5]，是诱发人类白血病、癌症等疾病的重要原因之一[6-8]。现阶段这些高频辐射已被世界卫生组织列为2B类致癌物质[9]。与此同时，EMI也是部分数据窃取和设备破坏方式之一，在军事上已有许多应用[10-11]。开发高性能的电磁屏蔽材料能够有效减弱EMR的危害，从而保护精密设备和生物体免受EMI的困扰。

传统的电磁屏蔽材料以铜、钢、铝等金属导电材料为主[12]，但由于金属具有密度大、柔韧性差、易氧化等问题，在很多场所难以推广应用。以纺织品为基础的电磁屏蔽材料具有轻质柔软、透气舒适、可弯曲和易于加工成型等特点，应用领域可从一般居民使用的服装到军用雷达隐身衣，从保护性纺织品到航空航天纺织品。相对于纯金属防护体系，纺织基电磁屏蔽材料造价与维护成本相对较低，并且纺织品的骨架和表面形态可通过化学和物理等方法改性，从而形成能够与EMR相互作用的材料层次结构等[13]，使之从众多EMI屏蔽材料中脱颖而出。

本文从纺丝、织造和后整理3个阶段分别介绍了纺织基电磁屏蔽材料的最新进展，以及对这些材料的EMI屏蔽效能、缺点和挑战进行了归纳，可为相关行业的研究人员提供参考。

EMI屏蔽效率(Shielding efficiency, SE)反映了屏蔽体对电磁波的衰减程度，EMI SE测试标准主要有国家标准GB/T 33615—2017《服装 电磁屏蔽屏蔽效能测试方法》、GB/T 30142—2013《平面型电磁屏蔽屏蔽材料屏蔽效能测量方法》和国际上“电气和电子工程师协会(Institute of electrical and electronic engineers，IEEE)”标准299、美国测试和材料协会(American society for testing and materials，ASTM)D4935、E1851等标准。SE常用单位为分贝(Decibels，dB)，其值越大表示屏蔽体的屏蔽效果越好，表1列出了一般用途和专业用途的EMI屏蔽纺织品的一些等级和性能标准[14]。一般用途指：休闲服、办公制服、孕妇装、围裙、消费类、电子产品及通讯相关产品或其他相关用途；
专业用途指：医疗设备、检疫材料、电子制造商、专业安全制服、电子套件或其他相关应用。

表1 纺织基EMI屏蔽材料的评价等级Tab.1 Evaluation ratings for textile-based EMI shielding materials

当电磁波接触到材料表面会发生图1所示反射、吸收和透射3种现象。根据Schelkunoff理论，总的EMI SE(SET)是由反射(SER)、吸收(SEA)和多重反射(SEM)决定，当SE达到15 dB时，多重反射可以忽略，此时SE是由反射和吸收决定的[15]。

SET=SER+SEA+SEM

(1)

SET=SER+SEA(当SET≥15 dB)

(2)

高导电性材料有移动电荷载流子从而具有较高的电磁反射特性，使得其笼内部的空间不受外部电场的影响，例如法拉第笼。但当电磁波能量增加到一定程度时，有限的导电材料会被击穿，从而使得部分电磁波进入，当电磁波到达材料的另一面时，又会从屏蔽层边界反射回来，这个过程中会产生反射损耗(SER)。该损耗的大小取决于辐射的频率、材料的电导率和磁导率[16]：

(3)

图1 电磁波与屏蔽材料接触时的反射、吸收和多重反射Fig.1 Reflection, absorption and multiple reflections of electromagnetic waves in contact with shielding materials

式中：σ为电导率，S/m；
f为辐射的频率，Hz；
μ为相对磁导率。对于一个具有恒定σ和μ的材料，SER随着辐射频率的增加而减弱[17]。

吸收屏蔽与材料磁性有关，是由于屏蔽材料的感应电流和极化弛豫而发生的。吸收损耗是σ和μ乘积的函数。屏蔽材料应有电偶极或磁偶极，可以与入射EMR的电和磁矢量相互作用。当入射波通过材料时，其振幅会成倍减少。吸收的电磁波能量被转化为热能，导致材料温度升高[18]，吸收损耗如式(4)所示[19]：

(4)

式中：t为屏蔽层的厚度，mm；
δ为趋肤深度，mm；
f为辐射的频率，Hz；
μ为相对磁导率；
σ为电导率，S/m。

多重反射屏蔽包括在屏蔽材料的不同表面或界面的反射，即由于第二界面的反射，波回到第一界面，并在第一界面的反射后再次落在第二界面。当材料具有多个表面或界面具有较大的比表面时，如多孔、复合以及纳米填料等就会出现这种内部多次反射的现象[20]。多重反射方程如式(5)所示[19]：

(5)

式中：t为屏蔽层的厚度，mm；
δ为趋肤深度，mm。这些多重反射在两种情况下可以被忽略，一是材料的厚度大于趋肤深度，二是当SEA的值大于 10 dB。

内部反射在填充有小尺寸填料(如纳米颗粒)的复合材料中尤其常见，它们可以是填充有金属、碳或碳纤维等纳米颗粒的复合材料。尤其当填充物含量较大，且填充物的长宽比参数(纤维长度与厚度/直径之比)较高时，其屏蔽效果较好。

理论上，具有导电性是纺织品具有电磁屏蔽能力的先决条件，但常规的合成纤维缺少亲水基团，导电性不理想。对于天然纤维而言，其有限的导电性使其仍不具有合格的EMI屏蔽能力[21]。因此，研究者往往通过物理、化学改性或将普通纤维与功能性纤维进行混纺，其中最为常见的方法有纺丝液掺杂、混纱、涂层等[22-26]，使其最终具有一定的EMI屏蔽性能。

2.1 纺丝液掺杂

纺丝液掺杂技术是在纤维制备的过程中，将具有EMI屏蔽功能的纳米粒子混入纺丝液，制备出具有电磁屏蔽效果的纤维。最为常见的掺杂材料有金属、金属氧化物、碳质材料、合金、陶瓷材料、过渡金属碳化物/氮化物结合体(MXene)以及其他复合材料。Ahmad等[27]通过原液纺丝制备了含有碳化硅电介质纳米填料的碳纤维增强复合材料结构(Carbon fiber reinforced composite structures，CFRC)，在X波段内显示出优异的电磁屏蔽效果。同时制备了含有氧化锌纳米填料的CFRC纤维，其在100 MHz至13.6 GHz的宽泛频率范围内显示出优异的EMI屏蔽特性。但为了达到较好的屏蔽效果，该法制备纤维中功能纳米粒子的添加量可能高达30%，对纤维力学性能不利。对此有研究者研制了一种多孔复合纤维，可以在纳米粒子添加量降低的情况下使其具有可观的EMI屏蔽能力。Zou等[28]通过静电纺丝技术制备了不同银纳米粒子掺杂和多孔结构的聚丙烯腈/Ti3C2TxMXene/银纳米粒子纤维膜，银纳米粒子质量分数为1%的纤维膜屏蔽效果可以达到 12 dB，并且在高温退火后屏蔽效果变化不大。与此同时，部分研究者将具有屏蔽能力的材料结合在纤维的外部，使其对纤维强力影响降到最低。Xu等[29]通过湿法纺丝工艺，制备了一种厚度为 0.03 mm 的有褶皱、凹槽以及分层结构的有序还原氧化石墨烯纤维膜包覆的皮芯纤维(见图2(a))。测试结果表明该材料具有明显各向异性的导电性和定向的EMI屏蔽特性，并且在超过160次反复弯曲和拉直循环测试中仍能保持良好的EMI屏蔽性能。Liu等[30]采用同轴湿法纺丝法，以再生纤维素(Recycled cellulose，RC)为基础，将氧化石墨烯/金属碳化物/氮化物(Graphene oxide/MXene，GM)作为导电掺杂成分，制造出机械强度高、导电性好的RC基Ti3C2TxMXene皮芯纤维(见图2(b))。该研究结果表明，将其缝制在纺织基材上，中空RC@MXene纤维具有3.68×104S/m的高电导率，提供了超过90 dB的电磁干扰屏蔽效率和出色的光热转换性能。

图2 纤维掺杂的示意Fig.2 Schematic diagram of doped spinning

2.2 涂层涂附

涂层涂附是将纤维浸渍到具有EMI屏蔽材料与具有成膜性质的混合浆料中，后再经过焙烘固着等工序，使屏蔽材料牢牢附着在纱线上，赋予纤维EMI屏蔽能力。Ma等[31]以聚多巴胺(PDA)为黏合剂，将碳纳米管(CNTs)和棉纤维紧密结合，从而制造出一种高导电织物。其EMI屏蔽效率在 6.57～9.99 GHz下为22 dB，在11.9～18 GHz下为 23 dB。该法工艺简单，对纤维强力损伤少，但存在易剥落、牢度不好，黏合剂影响手感等弊病。相对于黏合涂附，化学电镀或化学沉积等方法可以避免黏合剂的使用，手感影响较小的同时还具有较好的牢度。Zhou等[32]采用喷涂法将MXene和疏水性气相二氧化硅(Hf-SiO2)有序地沉积在透明的聚碳酸酯(PC)上(见图3(a))，得到的夹层结构PC/MXene/Hf-SiO2纤维具有35.1 Ω/sq的低表面电阻和33.4%的透光率，显示出20 dB的EMI屏蔽效果。除此之外，王飞龙等[33]采用化学镀的方法，在玻璃纤维表面镀覆一层均匀、致密的Ni-W-P合金镀层。在设定工艺条件下，所得化学镀Ni-W-P玻璃纤维织物镀层表面微观结构均匀，电磁屏蔽效能达60.00 dB以上，力学及电磁屏蔽性能满足实际使用要求。金属与合金微粒涂层密度较大，使得纤维难以满足轻质化的纺织基电磁屏蔽要求。因此Gao等[34]以聚乳酸纤维为模板，制作了具有上层银微管结构的轻质纤维，如图3(b)所示。其以吸收为主要EMI屏蔽机理，吸收系数值可以达到0.79，EMI SE可达到110 dB。

图3 导电纱线处理方式示意Fig.3 Schematic diagram of coating mode of conductive yarn

2.3 纤维混纺

纤维混纺是将部分具有电磁屏蔽的金属或非金属线性EMI屏蔽材料与常见服用纤维进行混纺，使其具有EMI屏蔽能力。大多数金属纤维刚度大、脆性高、难以进行复杂的机械化编织，若将其与普通纤维混纺，可以在保留一定EMI屏蔽能力的情况下降低纺纱与编织难度，并且柔软的纺织纱线可以保护内部的屏蔽丝，降低使用劳损和维护成本。纤维通过紧密的编织，使得导电纤维能够相互导通，在织物内部建立起导电网络。Lou等[35]为了追求具有高EMI屏蔽性能的导电纺织品，用特殊的纺纱喂料装置对指定的纱线进行加工，发现Cu/Pc-80的EMI屏蔽性能较好，并且具有3825 cm3/(cm2·S)的单层透气性。但在使用过程中，外力可能会导致纤维编织结构与紧密程度发生不同程度的变化，使其互相导通能力以及RMI屏蔽能力发生改变。为此Lai等[36]将聚丙烯、碳黑和短碳纤维以特定比例混合，形成导电聚合物复合纱线，发现在质量分数20%的导电填料(碳黑和短碳纤维)混纺下，材料表现出较佳的拉伸强度、弯曲强度和电气性能，该组材料的EMI SE也达到了30 dB，符合民用EMI SE标准的优秀档次。

对于EMI屏蔽纤维而言，现有技术多从纤维组成、表面特性或直接与电导纤维混纺3个方面进行处理，各方式所制备的纤维特点见表2所示。由其测试结果可以看出，纤维通过纺丝或涂附，使其表面具有较为致密的“电导层”时，其EMI屏蔽能力远高于将导电材料掺杂于纤维内部或与之混纺。掺杂工艺中最大的问题是由于掺杂材料与纺丝原液不相亲所致，此时纤维的强力会随着掺杂比例的提高而下降，即难以达到一个理想的屏蔽强度。对于纤维混纺而言，金属等导电纤维由于刚度过大，在混纺比例过高的情况下可能导致纺织品手感等服用性能不佳。因此对于EMI屏蔽纤维而言，涂附合适的连续涂层或纺制具有皮芯结构的纤维可使其具在兼具服用舒适感的同时具有较好的EMI屏蔽效能。

表2 EMI屏蔽纤维的参数比较Tab.2 Parameter comparison of EMI shielding fiber

EMI屏蔽纤维或纱线可以通过编织成为具有EMI屏蔽性能的织物，并且可以根据实际需求自由组合，透气并且灵活性较好，但在使用过程中外应力可能会使得纤维相对位置发生改变，引起EMI屏蔽性能改变[37]。与此同时不同的编织结构也会对其屏蔽性能有不同的影响[38-39]，因此直接对织物进行改性或直接一体成型理论上可使织物EMI屏蔽性能更加稳定。

3.1 织物表面改性

表面改性即采用化学、物理的方法直接改变纺织品表面的表观结构，使纺织品具有EMI屏蔽能力。依据材料具有或提升屏蔽能力的方式，可分为“加法处理”和“减法处理”。前者常见的有化学涂附、自组装复合材料、物理锚定等方法。对于已经具有一定EMI屏蔽能力的部分材料而言，可以通过“减法处理”，例如原位侵蚀、高温碳化等方法增大其多重反射界面或电导率，从而进一步提升其原有EMI屏蔽能力。

化学涂附作为最简便的处理手段，其最大的优势就是可以依靠黏合剂等介质，将功能性组分与纺织品进行结合，对屏蔽材料和负载材料无选择性。Das等[40]将掺杂的聚苯胺与交联的热固性二乙烯基苯聚合物混合后用作导电层，并将其作为结构性EMI屏蔽材料涂附在织物上，结果表明在厚度为 1 mm 和电导率为100 S/m的情况下，在X波段具有20 dB的屏蔽性能，但对于实际使用而言，不同纺织基材料和材料处理顺序等可能具有不同的屏蔽效果[41]。因此，Zhang等[42]在由聚酯、棉和海藻酸钙制成的3种不同无纺布的纤维骨架上，制备了基于MXene(Ti3C2Tx，Tx=—O, —OH, —F)的轻质、以电磁吸收为主要屏蔽机理的EMI屏蔽无纺布。在此之中，海藻酸钙/Ti3C2TxMXene在12.4 GHz时SE达到25.26 dB；
棉/Ti3C2TxMXene在负载仅为5.77 mg/cm3的情况下，实现了 2 301.95 dB·cm2/g 的最大特定屏蔽效能与厚度之比。除此之外，Fan等[43]将含有石墨烯纳米片和聚偏氟乙烯黏合剂的混合物涂层无纺布上，发现用 25 g/L 的石墨烯浆料涂附后材料的SE达到 31.2 dB。

由于黏合剂的种类会对其牢度与手感产生较大的影响，有研究者通过化学物质直接改变织物表面官能团结构，使其能够与屏蔽材料产生一定的相互作用，从而在尽量减少黏合剂的使用对产品服用性能的影响的前提下，将屏蔽材料固着在纺织品表面[44]。Li等[45]利用聚多巴胺对聚苯织物改性，然后采用浸渍法实现了银纳米粒子在聚苯无纺布表面的富集，通过调节银前驱体的浓度构建了导电复合材料，当AgNO3溶液质量分数为2%时，材料的平均屏蔽效率达到25.01 dB，复合织物经阻燃处理后SE达到20.20 dB，可在用于消防毯等需要兼具阻燃和EMI屏蔽的产品中。

与前者几种方式不同，锚定技术可将纳米屏蔽材料定向负载于织物上，此时材料在目标材料表面上相对均匀的固着，不会产生颗粒聚集的问题。同时整个过程中无需添加额外的黏合剂，最终产品较为轻便，即可在对织物的强力无较大影响的前提下，仍保持理想的牢度。Zhong等[46]通过石墨纳米片湿化学涂层和原位热处理工艺合成新型六方氮化硼纳米晶体/石墨纳米片复合材料，直径几十纳米的六方氮化硼纳米晶体高度结晶并锚定在织物表面，结果表明该材料以EMI吸收主要屏蔽机理，SE最低也可以达到32.38 dB(>99.99% 衰减)。Choi等[47]利用纳米厚、微米长的纳米铜片单晶，组装为分层多孔铜箔，将其锚定在织物上使其具有EMI屏蔽能力。结果表明，在15 μm和1.6 μm的厚度上，EMI SE值分别为100 dB和60.7dB。

层层自组装(Layer-by-layer self-assembly，L-b-L)是依靠物质自身的重力和材料间作用力，在长时间静置后材料自发地整齐沉积于织物上。该方法可以提高材料利用率的同时保证纺织品原有手感，赋予织物良好的EMI屏蔽能力。与传统的颗粒粉末状的功能性材料相比，一些典型的二维(Two-dimensional，2D)屏蔽材料，如石墨烯和MXene等，由于具有较大的比表面积、低密度和独特的电学性能，能够表现出更为优异的电磁屏蔽性能。Yin等[48]采用L-b-L法，将2D过渡MXene和聚苯胺(PANI)聚合物交替组装在碳纤维(CF)织物上，结果表明5次循环组装得到厚度为0.55 mm的PANI/MXene/CF织物具有26.0 dB的EMI屏蔽效能、135.5 dB·cm3/g的比SE以及24.57 S/m的导电性。但由于自组装耗时较长，并且次数过多会导致织物厚度增大，影响透气和柔软度。因此该团队将1D聚苯胺纳米线和2D过渡金属碳化物/碳氮化物纳米片通过L-b-L负载在碳纤维织物上，然后涂覆聚二甲基硅氧烷(PDMS)涂层(见图4)。所得织物在厚度仅为0.376 mm时，表现出325 S/m的高电导率和35.3 dB的EMI屏蔽效能[49]。对于模量要求较高的环境，Xu等[50]使用具有良好微观结构的改性细菌纤维素纳米纤维(BCNF)作为增强单元，与MXene自组装，得到MXene/BCNF样品同时表现出252.2 MPa的高抗拉强度和443.5 S/cm的高导电性。更为突出的是，其屏蔽效果高达 19 652 dB·cm2/g。

图4 层层组装示意Fig.4 Layer-by-layer assembly diagram

尽管二维叠层Ti3C2TxMXenes的高导电性可使得其通过EMI的反射从而得到出色的EMI屏蔽能力，但由于材料导电性等固有属性的限制，很难达到更高屏蔽性能。通过“减法处理”例如原位腐蚀，可在有金属外表面或金属混纺、混织的纺织品基础上，使金属组分相对比表面积增大，增大其多重反射可能。Rajavel等[51]对少层过渡金属碳化物(f-Ti3C2Tx) MXene进行了剥离和缺陷控制。结果表明在适当的剥离条件下，适度的蚀刻时间使得f-Ti3C2Tx缺陷较少，而较长的蚀刻时间会破坏层结构并增加f-Ti3C2Tx的缺陷密度、结构错位和氧化产物。最终材料在X波段的电导率和EMI SE分别为3 636～3 702 S/m 和31.97 dB。Wang等[52]使用氢氟酸原位腐蚀由不锈钢纤维混纺或具有铜镍镀层的织物，使金属组分表面具有多层Ti3C2Tx结构。结果表明涂层织物的SE值在6.57～18 GHz的频率范围内增加约2～6 dB。在6.57～16 GHz的频率范围内，涂层织物SE值增加了约10 dB，两种织物的屏蔽峰值在6.6 GHz的频率附近约为69～78 dB。由于其确切机理未得到阐述，Ying等[53]通过对MXene薄膜进行化学刻蚀，得到了富有Ti空位的微米级皱纹MXenes。通过实验与模拟计算，证明了Ti空位附近电荷密度的不对称分布形成了电偶极子的共振吸收，增强了材料的EMI吸收，并且相对表面积的增大也进一步导致了EMI的多重反射。最终该材料EMI屏蔽能力在20 μm处达到 107 dB，在40 μm处达到116 dB。

3.2 3D复合织物

除了在已成型的织物上进行处理，对织物立体编织和空间结构的控制，理论上也可以使其EMI屏蔽等能力有所提升，该项技术所得织物统称为三维(Three-dimensional，3D)复合织物。3D复合织物不仅继承了传统层合材料的高比强度、高比刚度、耐腐蚀性以及抗疲劳等性能，也克服了传统层合材料层间分离、开裂等问题。通过合适的编织方式，3D织物可使复合材料的EMI屏蔽性能进一步提高。因此，探究EMI屏蔽材料的3D编织变量对其性能的影响就显得尤为重要。为此Singh等[54]用导电混合纬纱制作3D织物，研究三维正交编织结构的电磁屏蔽效率。以芯层使用铜丝，皮层为聚苯硫醚的DREF-III型包芯纱线为测试纤维，探究了各种纱线和织物变量对EMS的影响。结果表明金属丝直径、方向、皮层纤维百分比和织物结构参数显著影响了电磁屏蔽效率。该推论可应用于其他三维结构，如角联锁、窗帘的间隔织物以及民用和军用的覆盖物。Shi等[55]抛开传统纺织品线性思维，提出了一种新的局部富集策略(LES)。如图5所示，通过精确控制填料的分布，3D打印熔融沉积成型(FDM)聚乳酸(PLA)/石墨烯纳米片(GNP)复合材料。结果表明LES方法制备的PLA/GNP纳米复合材料在质量分数10% GNP下SE达到了34.7 dB。该方案可降低编织程序的开发困难，达到一体成型的效果，但由于打印材料的限制，该方法难以广泛应用在常见的纤维材料当中。

图5 FDM三维打印复合材料示意Fig.5 Schematic of FDM 3D printed composites

3.3 多层纺织品

多种具有不同电磁屏蔽或其他特种性能的纺织品通过物理或化学的方式结合在一起便形成了多层电磁屏蔽纺织品，如图6(a)所示，通过不同表面结构的层状纺织品，例如平面和波纹结构进行毡合；
或如图6(b)所示，先通过对纺织品进行层状刻蚀，再经化学改性等手段使其表面具有可反应接枝的位点(或直接与其他片状材料在反应液中混合)，最终材料间化学键合形成多层纺织品。该类纺织品由于可以同时兼具各层织物的优势，从而在特种装备中尤为受到青睐。传统服用纺织品的纤维模量较低，难以满足汽车、航天等较高的模量要求。为保障电磁屏蔽功能织物足够的强力，通常使用碳纤维、玻璃纤维等高强纤维为基体制备电磁屏蔽纺织品。

图6 多层织物屏蔽材料Fig.6 Multilayer fabric shielding material

高强纤维通过简单复合织物制备的织物屏蔽性能仅能勉强达到军用合格标准。为此Kwon等[56]应用芳纶纳米纤维嵌入热塑性塑料夹层，制备了一种基于铝薄膜、玻璃纤维织物、碳纤维增强热塑性塑料和热塑性塑料黏合剂的EMI屏蔽多层结构，其在0.2～1.0 GHz的波段下平均SE高达94 dB。有研究者指出，依据拓扑空间学，理论上同样的材料在不同空间位置上会有不同的效果[57-58]。Lin等[59]采用低熔点聚酯无纺布织物(L)、尼龙间隔织物(N)和碳纤维机织物(C)按不同顺序层压，然后在15.0 cm深度处针刺形成复合材料三明治结构。该测试结果表明，不同的结构排序的确会对材料性能有所影响，在1～3 GHz的频率范围内N-L-C和C-L-N的电磁波屏蔽均分别为45～65 dB和60 dB，达到民用最高等级。EMI高频率波段的屏蔽也是一大难题之一，高频率的电磁波穿透性强，单一的屏蔽纺织品难以满足GHz及其以上频段范围的EMI。因而将不同磁导率和电导率涂层纺织品或特定纺织品结构组成多层纺织品，由此理论上可以制造出具有高频率波段屏蔽的织物。Pandey等[60]采用纯棉织物和导电机织织物，结合铜基镀银混合纱，开发了多层EMI屏蔽材料，在 8.2 GHz 频率下，该织物的最大EMI SE值为21 dB。Li等[61]制作了以纳米银线(AgNW)为导电层、以芳纶纳米纤维(ANF)为保护层的多层ANF/AgNW复合纺织品，结果表明7层复合结构的ANF/AgNW织物对高频率波段的EMI屏蔽效果高达63.3 dB。

对于EMI屏蔽纺织品而言，若织物本身不具有EMI屏蔽能力，现有技术主要从表面改性、复合材料两个方面赋予其一定的EMI屏蔽能力，各方法所制备织物特点见表3所示。若织物是由具有EMI屏蔽能力的纤维或材料组成的，为了充分利用其屏蔽能力，可对其编织结构进行设计，将其制备为3D复合织物。最后，将具有不同性能的纺织品进行层状复合能够使其原有屏蔽能力得到提升，或在具有一定原纺织品性能的基础上，使其具有多种特殊性能，达到多功能纺织品的效果[62]。相较于由基于EMI屏蔽能力的纤维编织而成的纺织品，直接对纺织品处理可以使得屏蔽体系具有连续性，总体屏蔽能力高于前者，但手感等服用性能相对较差。因此建议在民用等一般使用环境中，可优先考虑将具有EMI屏蔽能力的纤维进行3D编织复合，而对于EMI屏蔽能力要求较高的应用环境，例如军事基站屏蔽等可使用层状复合材料，使其兼具其他所需性能的同时，可以具有较为优异的屏蔽效能。

表3 EMI屏蔽织物的参数比较Tab.3 Parameter comparison of EMI shielding textile

本文简述了纺织基EMI屏蔽材料的机理和近期较为热门的制备方法。常见的手段有纺丝或捻纱时以高电导性材料作为添加物、编织时进一步优化织物结构、对成品纺织品进行后处理这3种。但为了能够进一步投入生产并达到实际使用时的需求，需要分别考虑到产品的加工难易与成本、使用灵活性和屏蔽范围等需求，未来需在纤维的编织结构、纺织层复合和屏蔽材料等方面进一步的深耕。

a)除了EMI屏蔽的性能，屏蔽的波段范围的增加也是一个重点研发的方向，鉴于现阶段常规波段的电磁波相对更为容易屏蔽，先进的监测手段也使用更高频率范围作为探测波段。虽然复合纺织品可在增加屏蔽波段的同时具有更好的屏蔽效果，但较大的厚度会使其的服用性能大大降低。因此后续研究人员可以着重于开发GHz级别的屏蔽材料；
开发新的有机大共轭导电材料，而不是局限在纳米金属材料或石墨烯等常用材料上；
或将具有不同屏蔽波段的材料通过海岛纤维纺丝等方式复合在同一纤维上，再结合复合编织，使其兼具轻便、多频段屏蔽的性能。

b)多数屏蔽材料仍以电磁反射为主要屏蔽机理，尤其不适用于例如军用电磁隐身等具有特定需求的应用场景。与此同时EMI屏蔽材料的最终目标是实现消除或减弱环境中的EMI，而不是仅对指定的目标进行保护，材料反射出的电磁波可能是二次EMR污染的来源。因此研究重点要放在研究在具有合适SE的EMI吸收或多次内部反射消耗为屏蔽机制的材料。但在大力发展以电磁吸收为屏蔽机理的情况下还要注重材料的散热性能，使得由电磁能量被转化为热能后能被快速分散，减少由此产生的热能对被屏蔽物的损害。

c)为了保留纺织基电磁屏蔽材料的轻便、柔软的优势，可以基于电磁波的反射特性，在保留一定强度或使用高模量纤维的情况下引入多孔结构，使其在不过度增加材料密度的情况下增加电磁波多次反射和吸收损耗，最终获得更高的EMI屏蔽能力。此外，引入高长径比的导电材料，例如碳纳米管，可以有效地在纺织品中形成导电网络，以提高其电导率。

d)无论是纤维还是织物，该材料最终在做入实际装置中都需要具有较好的使用牢度，并且若要进行规模化生产就需要该材料具有性能稳定、合成方法可规模化、生产成本较为合适、生产过程对环境友好等要求。与此同时最好兼具纺织品灵活轻质以及散热透气的特性，以满足可穿戴的需求。