蜂窝，又名蜂巢，是蜂群活动和繁衍的当地，也常引申为蜂窝状的多孔物体，如蜂窝电话、蜂窝结构等。
蜂巢由许多房孔组成，每个都是正六角形，每两个房孔之间会有一堵蜡制的墙，一切房孔的底都是尖的，这个底由三个彻底相同的菱形组成。
据丈量菱形的两个锐角都是70°，两个钝角则都是109°，并且全世界一切蜂窝均依照上述规矩制作。
这样的结构，让蜂窝可一起具有高强度和低分量，并且还能隔音和隔热。凭借这一大自然的美妙规律，许多人造卫星、宇宙飞船、航天飞机都选用蜂窝结构。
受蜂窝结构启示，清华大学集成电路学院任天令教授制备出一种蜂窝状多孔石墨烯（HPG）资料，首要运用的原资料为聚酰亚胺薄膜，并首要选用了激光刻划技能。
相关论文以《受蜂窝启示的多功用石墨烯微结构用于超高功用电磁搅扰屏蔽与可穿戴运用》为题宣布在ACSNano上。其间，任天令和该校杨轶副教授、以及清华大学深圳世界研讨生院张盛副教授，为一起通讯作者。
当时，关于自动驾驶、5G电信传输、国防军工、航空航天、智能可穿戴设备等运用场景的安稳运转来说，电磁屏蔽扮演着“扛把子”人物。
任天令介绍，跟着物联网、自动驾驶、可穿戴设备的开展，电路越来越杂乱，无论是轿车的中控集成式体系、高功用音响体系，仍是体积越来越小的5G通讯设备（手机及基站），或是要求精度越来越高的仪器仪表，要确保这些电子设备的正常运转，电磁搅扰屏蔽至关重要。
而电子设备作业时，既不期望被外界电磁波搅扰，又不期望自身辐射出电磁波搅扰外界设备及损害人体健康，所以需求阻断电磁波的传达途径，因而自身产生的电磁波需求被吸收，而外界入射的电磁波需求被反射或吸收，这就使得不同屏蔽机制的电磁搅扰屏蔽资料可用于不同的运用场景。
传统的金属如铜和铝等是常用的电磁屏蔽资料，但它们易被腐蚀、密度过高，并且以反射电磁波为主，这会构成二次污染，因而其运用场景受到限制。因而在便携式可穿戴设备和航空航天资猜中，具有优异力学功用和超低密度的电磁屏蔽资料，才是真实的刚需。
基于此，任天令等人运用石墨烯、MXenes（过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物）和金属纳米线，探究具有超低密度、超高电磁屏蔽功用和优异力学功用的复合物。
该石墨烯资料内部仿照蜂窝结构，由微孔结构和丰厚的石墨烯边际和界面组成，能使得入射电磁波被屡次反射和吸收，合适用于超高功用电磁屏蔽运用。
据悉，经过激光功率密度调控，单片蜂窝状多孔石墨烯资料的厚度可达25~50μm，而一片厚度为48.3μm的多孔石墨烯的SSE为1160dB·cm3/g，SSE/t为240123dB·cm2 /g，比常见的碳基、MXene、以及金属资料等高出许多倍，而密度仅有0.0388g/cm3。
把银纳米线（AgNWs）旋涂到石墨烯蜂窝孔外表，蜂窝状多孔石墨烯资料和银纳米线便可组成一种复合膜，该团队发现在X波段，该复合膜的电磁屏蔽效能，可从蜂窝状多孔石墨烯资料的41.2dB添加到61dB，跟着蜂窝状多孔石墨烯资料层数的添加，复合膜的屏蔽效能也会添加到110dB。
经过测验证明银纳米线的参加可明显进步蜂窝状多孔石墨烯资料关于电磁波的反射才能。因为，参加银纳米线之后，蜂窝状多孔石墨烯资料的电导率进步至2605.4S/ m，比较之下旋涂MXene后，电导率只要398S/m。
制备进程一共有四步：首要，建立一个带有激光头的直写体系；其次，将商用的聚酰亚胺薄膜放置于激光头的下方必定方位处；然后，规划一个想要得到的图画，并将图片导入核算机内操控激光直写体系的软件；最终，设置软件的特定参数后，即可发动软件操控激光头依照所导入的图画进行划刻。待必定时刻划刻完成后，即可在聚酰亚胺外表得到蜂窝状石墨烯。
谈及研讨中运用的激光刻划技能，任天令说：“这指的是运用核算机准确操控激光头的划刻途径，在激光头划刻资料的外表后，因为高能激光的部分光热效应，使得资料内部的化学键开裂，然后在其外表原位生成另一种资料。”
研讨中，该团队别离选用功率密度为16、80、85、90和95mW/cm2的激光，在薄膜上制备蜂窝状多孔石墨烯资料。
他们发现，功率的添加、也会让蜂窝状多孔石墨烯资料的蜂窝孔直径呈现添加，这是因为功率越大，在特定时刻内碳化构成的气体就越多，蜂窝孔直径就会跟着增大。
SEM扫描电镜图显现，蜂窝状多孔石墨烯资料的内部结构，是一种蜂窝三维网络，这能下降资料密度，并增强电磁屏蔽功用。
并且，只需在核算机中输入想要的图画，就能订制出想要的蜂窝状多孔石墨烯资料，乃至能够做出刺绣图画。
关于这一功用，他表明，这是运用核算机中的操控激光头X-Y轴移动的软件来完成的，将需求定制的图画（如刺绣图画）导入该软件内，软件经过辨认图画的灰度，在激光头沿X-Y轴移动的进程中，在有图画的当地翻开激光，而没有图画的当地封闭激光，然后能够获得一个定制化图画的蜂窝状石墨烯。
另据悉，将石墨烯做蜂窝状结构的优点在于，资料在面临曲折、拉伸、改变等时，蜂窝结构可使得应力涣散，然后防止应力会集导致资料疲惫损害的状况产生。
因而，即便给蜂窝状多孔石墨烯资料做了1000次曲折循环实验，其电功用也一点点未损。任天令解说称，蜂窝结构有助于涣散资料的应力，防止资料在受力进程中因为应力会集导致资料的疲惫开裂或损坏。此外，蜂窝结构带来了超高的电磁屏蔽功用。高密度缺点和多界面的三维蜂窝状网络结构中含有丰厚的石墨烯边际和无序结构，因而，进入资料外表的电磁波会被蜂窝结构的石墨烯屡次反射和吸收，最终以热能的方式耗散。
与此一起，蜂窝结构大大下降了资料的密度，使得资料能以超低密度完成超高电磁屏蔽功用，然后完成轻量化的电磁屏蔽运用，如航空航天和可穿戴电子。
当激光功率处于80mW/cm2时，其电磁屏蔽功用可达20dB，并能衰减99%的电磁搅扰，满意消费电子产品的要求彻底不在线时，蜂窝状多孔石墨烯资料的电磁屏蔽，多以吸收为主；当功率超越80mW/cm2时，蜂窝状多孔石墨烯资料以反射屏蔽机制为主。
关于上述屏蔽机制，任天令剖析称，经过调控激光功率密度，能够获得不同电磁屏蔽功用的蜂窝状石墨烯。传统金属作为电磁搅扰屏蔽资料，其外表电导率高，趋肤深度小，因而其首要是经过外表对电磁波的许多反射来完成电磁搅扰屏蔽的，这很简略构成电磁波的二次污染。
此外，蜂窝状多孔石墨烯资料的厚度，也会影响电磁屏蔽功用：单片48.3μm的蜂窝状多孔石墨烯资料，在10GHz时的电磁屏蔽功用大约是40dB，这时它能屏蔽99.99%的入射电磁波；当把该资料堆叠到6层后，电磁屏蔽功用可达80dB，并能衰减99.999999%的入射电磁波。
一起，该资料本钱较低。蜂窝状多孔石墨烯资料的原资料为商用聚酰亚胺，尺度为50cm×100cm的商用聚酰亚胺薄膜的价格约为100元人民币（不同厚度上下有起浮）。
而市面上由化学气相堆积法（CVD）成长的铜基底多层石墨烯尺度5cm×5cm的价格约为2000元（不同质量不同厂家有上下起浮）。比较之下，蜂窝状多孔石墨烯资料的优势可见一斑。
并且与石墨烯的CVD成长技能比较，该技能工艺简略、条件温文可控，制作进程效率高，因而很合适大规模制备。不过任天令也坦言，不同技能制备的石墨烯各有优缺点和用途，不能简略地混为一谈。
在可穿戴运用上，则可用于监测人体呼吸、脉息、和喉部运动等弱小生理信号。运用时，不需求将其搭载在其他产品上，其自身便是一个感应传感器，可直接将其贴敷于人体相应检测部位（如手腕、喉部等）以完成生理信号监测。
蜂窝，又名蜂巢，是蜂群活动和繁衍的当地，也常引申为蜂窝状的多孔物体，如蜂窝电话、蜂窝结构等。
蜂巢由许多房孔组成，每个都是正六角形，每两个房孔之间会有一堵蜡制的墙，一切房孔的底都是尖的，这个底由三个彻底相同的菱形组成。
据丈量菱形的两个锐角都是70°，两个钝角则都是109°，并且全世界一切蜂窝均依照上述规矩制作。
这样的结构，让蜂窝可一起具有高强度和低分量，并且还能隔音和隔热。凭借这一大自然的美妙规律，许多人造卫星、宇宙飞船、航天飞机都选用蜂窝结构。
受蜂窝结构启示，清华大学集成电路学院任天令教授制备出一种蜂窝状多孔石墨烯（HPG）资料，首要运用的原资料为聚酰亚胺薄膜，并首要选用了激光刻划技能。
相关论文以《受蜂窝启示的多功用石墨烯微结构用于超高功用电磁搅扰屏蔽与可穿戴运用》为题宣布在ACSNano上。其间，任天令和该校杨轶副教授、以及清华大学深圳世界研讨生院张盛副教授，为一起通讯作者。
当时，关于自动驾驶、5G电信传输、国防军工、航空航天、智能可穿戴设备等运用场景的安稳运转来说，电磁屏蔽扮演着“扛把子”人物。
任天令介绍，跟着物联网、自动驾驶、可穿戴设备的开展，电路越来越杂乱，无论是轿车的中控集成式体系、高功用音响体系，仍是体积越来越小的5G通讯设备（手机及基站），或是要求精度越来越高的仪器仪表，要确保这些电子设备的正常运转，电磁搅扰屏蔽至关重要。
而电子设备作业时，既不期望被外界电磁波搅扰，又不期望自身辐射出电磁波搅扰外界设备及损害人体健康，所以需求阻断电磁波的传达途径，因而自身产生的电磁波需求被吸收，而外界入射的电磁波需求被反射或吸收，这就使得不同屏蔽机制的电磁搅扰屏蔽资料可用于不同的运用场景。
传统的金属如铜和铝等是常用的电磁屏蔽资料，但它们易被腐蚀、密度过高，并且以反射电磁波为主，这会构成二次污染，因而其运用场景受到限制。因而在便携式可穿戴设备和航空航天资猜中，具有优异力学功用和超低密度的电磁屏蔽资料，才是真实的刚需。
基于此，任天令等人运用石墨烯、MXenes（过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物）和金属纳米线，探究具有超低密度、超高电磁屏蔽功用和优异力学功用的复合物。
该石墨烯资料内部仿照蜂窝结构，由微孔结构和丰厚的石墨烯边际和界面组成，能使得入射电磁波被屡次反射和吸收，合适用于超高功用电磁屏蔽运用。
据悉，经过激光功率密度调控，单片蜂窝状多孔石墨烯资料的厚度可达25~50μm，而一片厚度为48.3μm的多孔石墨烯的SSE为1160dB·cm3/g，SSE/t为240123dB·cm2 /g，比常见的碳基、MXene、以及金属资料等高出许多倍，而密度仅有0.0388g/cm3。
把银纳米线（AgNWs）旋涂到石墨烯蜂窝孔外表，蜂窝状多孔石墨烯资料和银纳米线便可组成一种复合膜，该团队发现在X波段，该复合膜的电磁屏蔽效能，可从蜂窝状多孔石墨烯资料的41.2dB添加到61dB，跟着蜂窝状多孔石墨烯资料层数的添加，复合膜的屏蔽效能也会添加到110dB。
经过测验证明银纳米线的参加可明显进步蜂窝状多孔石墨烯资料关于电磁波的反射才能。因为，参加银纳米线之后，蜂窝状多孔石墨烯资料的电导率进步至2605.4S/ m，比较之下旋涂MXene后，电导率只要398S/m。
制备进程一共有四步：首要，建立一个带有激光头的直写体系；其次，将商用的聚酰亚胺薄膜放置于激光头的下方必定方位处；然后，规划一个想要得到的图画，并将图片导入核算机内操控激光直写体系的软件；最终，设置软件的特定参数后，即可发动软件操控激光头依照所导入的图画进行划刻。待必定时刻划刻完成后，即可在聚酰亚胺外表得到蜂窝状石墨烯。
谈及研讨中运用的激光刻划技能，任天令说：“这指的是运用核算机准确操控激光头的划刻途径，在激光头划刻资料的外表后，因为高能激光的部分光热效应，使得资料内部的化学键开裂，然后在其外表原位生成另一种资料。”
研讨中，该团队别离选用功率密度为16、80、85、90和95mW/cm2的激光，在薄膜上制备蜂窝状多孔石墨烯资料。
他们发现，功率的添加、也会让蜂窝状多孔石墨烯资料的蜂窝孔直径呈现添加，这是因为功率越大，在特定时刻内碳化构成的气体就越多，蜂窝孔直径就会跟着增大。
SEM扫描电镜图显现，蜂窝状多孔石墨烯资料的内部结构，是一种蜂窝三维网络，这能下降资料密度，并增强电磁屏蔽功用。
并且，只需在核算机中输入想要的图画，就能订制出想要的蜂窝状多孔石墨烯资料，乃至能够做出刺绣图画。
关于这一功用，他表明，这是运用核算机中的操控激光头X-Y轴移动的软件来完成的，将需求定制的图画（如刺绣图画）导入该软件内，软件经过辨认图画的灰度，在激光头沿X-Y轴移动的进程中，在有图画的当地翻开激光，而没有图画的当地封闭激光，然后能够获得一个定制化图画的蜂窝状石墨烯。
另据悉，将石墨烯做蜂窝状结构的优点在于，资料在面临曲折、拉伸、改变等时，蜂窝结构可使得应力涣散，然后防止应力会集导致资料疲惫损害的状况产生。
因而，即便给蜂窝状多孔石墨烯资料做了1000次曲折循环实验，其电功用也一点点未损。任天令解说称，蜂窝结构有助于涣散资料的应力，防止资料在受力进程中因为应力会集导致资料的疲惫开裂或损坏。此外，蜂窝结构带来了超高的电磁屏蔽功用。高密度缺点和多界面的三维蜂窝状网络结构中含有丰厚的石墨烯边际和无序结构，因而，进入资料外表的电磁波会被蜂窝结构的石墨烯屡次反射和吸收，最终以热能的方式耗散。
与此一起，蜂窝结构大大下降了资料的密度，使得资料能以超低密度完成超高电磁屏蔽功用，然后完成轻量化的电磁屏蔽运用，如航空航天和可穿戴电子。
当激光功率处于80mW/cm2时，其电磁屏蔽功用可达20dB，并能衰减99%的电磁搅扰，满意消费电子产品的要求彻底不在线时，蜂窝状多孔石墨烯资料的电磁屏蔽，多以吸收为主；当功率超越80mW/cm2时，蜂窝状多孔石墨烯资料以反射屏蔽机制为主。
关于上述屏蔽机制，任天令剖析称，经过调控激光功率密度，能够获得不同电磁屏蔽功用的蜂窝状石墨烯。传统金属作为电磁搅扰屏蔽资料，其外表电导率高，趋肤深度小，因而其首要是经过外表对电磁波的许多反射来完成电磁搅扰屏蔽的，这很简略构成电磁波的二次污染。
此外，蜂窝状多孔石墨烯资料的厚度，也会影响电磁屏蔽功用：单片48.3μm的蜂窝状多孔石墨烯资料，在10GHz时的电磁屏蔽功用大约是40dB，这时它能屏蔽99.99%的入射电磁波；当把该资料堆叠到6层后，电磁屏蔽功用可达80dB，并能衰减99.999999%的入射电磁波。
一起，该资料本钱较低。蜂窝状多孔石墨烯资料的原资料为商用聚酰亚胺，尺度为50cm×100cm的商用聚酰亚胺薄膜的价格约为100元人民币（不同厚度上下有起浮）。
而市面上由化学气相堆积法（CVD）成长的铜基底多层石墨烯尺度5cm×5cm的价格约为2000元（不同质量不同厂家有上下起浮）。比较之下，蜂窝状多孔石墨烯资料的优势可见一斑。
并且与石墨烯的CVD成长技能比较，该技能工艺简略、条件温文可控，制作进程效率高，因而很合适大规模制备。不过任天令也坦言，不同技能制备的石墨烯各有优缺点和用途，不能简略地混为一谈。
在可穿戴运用上，则可用于监测人体呼吸、脉息、和喉部运动等弱小生理信号。运用时，不需求将其搭载在其他产品上，其自身便是一个感应传感器，可直接将其贴敷于人体相应检测部位（如手腕、喉部等）以完成生理信号监测。
