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新型聚合物柔性薄膜屏蔽层可防止电磁辐射和干扰

太赫兹 电磁辐射 辐射防护 电磁干扰
发布:2021-02-24 14:04:22    

在信息时代,电子设备几乎无处不在-促使开发人员和研究人员寻找更轻和更灵活的材料,以防止设备之间的干扰并使人体受到的辐射最小化。

加州大学里弗赛德分校的一组工程师在最新版的《先进材料》中报道了一种使用准一维纳米材料填料的,基于聚合物的柔性薄膜的存在,这种薄膜出奇地易于制造并且可以屏蔽电磁辐射

电磁辐射屏蔽

该研究的资深作者,杰出教授Alexander A. Balandin解释说:“这些新颖的薄膜有望用于高频通信技术,这些技术需要柔性,轻便,耐腐蚀,廉价且电绝缘的电磁干扰屏蔽膜。”加州大学河滨分校罗斯玛丽·伯恩斯工程学院的电气和计算机工程专业新闻稿。

电磁干扰(EMI),是指通常来自不同电子设备的信号重叠导致失真并影响性能。最常见的示例包括诸如智能手机和平板电脑之类的移动设备,这些设备在较旧的电视型号上会产生静电。这也解释了手机上的飞行模式的存在,该模式完全切断了移动设备的连接(蓝牙,SMS / MMS,Wi-Fi),以防止干扰导航信号和飞机上的仪表。

尽管早就发现了EMI的存在和性质,但针对这种现象的屏蔽仍待改进-主要是因为传统的屏蔽设备仍然不足。此外,日常生活中越来越多的电子设备意味着人类正暴露于更多的电磁辐射中。这提示需要更好的屏蔽材料。

制造抗EMI的聚合物柔性薄膜屏蔽

Balandin和UC Riverside团队使用了不同寻常的填充剂-化学剥落的准一维范德华材料束。这些是由牢固粘合的2D层组成的材料,这些层一起基于弱色散力创建3D结构。在这些复合材料的可扩展合成中,研究人员创造了一种材料,该材料具有异常的EMI屏蔽能力,可达到千兆赫(GHz)和近太赫兹(THz)频率范围,并且具有电绝缘性-这些特性对于下一代电子产品和通信而言可能具有重要意义。

也许最著名的范德华斯材料是石墨烯,它以2D牢固结合的碳原子的形式存在。这些石墨烯片中的几个通过较弱的范德华力耦合在一起,形成块状石墨晶体。

另一方面,研究人员还研究了一维范德华材料,该材料受强原子力约束,而不是受约束力较弱的平面约束。例如,加州大学河滨分校的团队就这些一维材料及其非凡特性进行了开创性研究。

这种新颖独特的复合材料是由博士生Zahra Barani和研究教授Fariboz Kargar合成的,他还曾在Balandin的声子优化工程材料(POEM)中心担任项目科学家。他们使用了使它脱落了针状纳米线的化学物质处理了过渡金属三卤化物-一种维持准一维晶体结构的范德华斯材料。

“这些材料的剥落没有标准配方。我进行了许多反复试验,同时检查了切割能和其他重要参数以高产率剥落它们,” Barani回忆说。他补充说,关键是要使这些准一维材料的束具有尽可能高的长宽比,这说明电磁波与更长和更细的线束更好地耦合。

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