Жақында Сунь Рунг және Қытай Ғылым академиясының Шэньчжэнь озық технологиялар институтының басқа да зерттеушілері жеңіл күміс/тотықсыздандырылған графен оксидімен қапталған көміртекті меламин (CMF/rGO/Ag) көбік материалдарын дайындау үшін қарапайым бір сатылы термиялық өңдеу стратегиясын ұсынды. Көміртекті-композиттік меламин көбік материалы тамаша механикалық қасиеттер мен тамаша электромагниттік қорғаныс әсерін (EMI SE) қамтамасыз етті.
5G байланысы мен смартфондардың артуы электромагниттік кедергілер мәселесін ушықтырды.
Қатты электромагниттік кедергі деректердің жоғалуына, жүйенің істен шығуына және тіпті адам денсаулығына қауіп төндіруі мүмкін.
Өте төмен тығыздығы және жақсы механикалық икемділігі бар жоғары өнімді электромагниттік кедергілерден қорғайтын материалдарды әзірлеу зиянды электромагниттік толқындар ластануын немесе сәулеленуді басу үшін тиімді әдіс болып табылады.
Дәстүрлі металл материалдары үшін өткізгіштікті жақсарту әрқашан жоғары өнімді қорғайтын материалдарға қол жеткізудің негізгі стратегиясы болып табылады.
Сонымен қатар, графен, көміртекті нанотүтіктер және MXene сияқты жаңа наноматериалдардың жоғары EMI экрандау өнімділігі бар екені хабарланды.
Наноматериалдардың жоғары икемді өндірістік процесінің арқасында бұл материалдар EMI экрандау үшін көбік немесе пленка түрінде өңделеді. Наноматериалдардың көбіктелген түрімен салыстырғанда, тығыз қабықшалар жоғары өткізгіштікке ие.
Жоғары өткізгіштік түсетін электромагниттік толқындарды қатты көрсету арқылы тікелей жоғары EMI SE жасай алады.
Мысалы, жоғары өткізгіш металдардың электромагниттік толқынның шағылысу коэффициенті әдетте 90% -дан асады, бұл түсетін электромагниттік толқындардың 90% бос кеңістікке шағылысатын болады.
Шағылысқан электромагниттік толқындар екіншілік электромагниттік сәулеленудің елеулі ластануын да тудыруы мүмкін. Төмен электромагниттік толқындардың шағылысу коэффициенті бар жоғары өнімді EMI экрандаушы материалдарды алу әлі де қиын.
Көбік түріндегі қорғаныс материалы кеуекті құрылымнан тұрады. Жеңіл салмағы, жақсы механикалық сығымдалу және реттелетін EMI экрандау өнімділігі арқасында ол дәстүрлі қатты металдан қорғайтын материалдарды ауыстыруда үлкен әлеуетке ие.
Атап айтқанда, кеуекті құрылым көбік түріндегі экрандаушы материалға түсетін электромагниттік толқындарда айқын көптеген шағылысуларға мүмкіндік береді, осылайша көбік электромагниттік толқындарды жұтып, әлсіретеді. Кеуекті құрылым MXene арқылы электромагниттік толқындардың жұтылуын күшейтетіні хабарланды.
Қатты материалдармен салыстырғанда, кеуекті құрылымның электромагниттік толқындар кедергісін сәйкестендіру қабілеті жақсы және электромагниттік толқындардың экрандаушы көбіктің ішкі құрылымына енуіне мүмкіндік береді. Демек, төмен шағылысу коэффициенті және жоғары сіңіру коэффициенті бар EMI экрандаушы материалдар кедергінің жақсы сәйкестігі (төмен шағылысу) және жоғары көп шағылысу болуы керек. Мысалы, жоғары EMI SE және сіңіру коэффициенттері бар қабатты құрылымдар, көп қабатты құрылымдар және изотропты құрылымдар дайындалды. Жалпы айтқанда, күрделі құрылымдар мен көп құрамдас бөліктер көбінесе көп сатылы өңдеуді қамтиды, ал механикалық икемділік нашар.
Күміс жалатылған полиимидті көбік физикалық бүрку әдісімен дайындалды, оның тығыздығы 23кг/м3 болды. Күміс жалатылған меламин көбік химиялық тұндыру арқылы дайындалды. Дайындалған күміс жалатылған меламин көбіктің EMI жоғары SE 90 дБ және күміс мөлшері 63.5 масса% құрайды. Сонымен қатар, мыс/никельмен қапталған полиметакрилимид гибридті көбік және алтын нанобөлшектерімен қапталған полимер негізіндегі нанофибра электромагниттік кедергілерден қорғайтын электрсіз қаптау әдісі де ұсынылған.
Дегенмен, қатты метал мен икемді жақтаудың арасындағы тән интерфейс сәйкессіздігіне байланысты электропландау, электрсіз қаптау және физикалық бүрку арқылы дайындалған металл көбікті экрандау материалдарының механикалық қасиеттері нашар. Металл бөлшектері мен икемді көбік қаңқасы арасындағы байланысты күшейту және тамаша механикалық қасиеттері бар металл көбіктен қорғайтын материалдарды жүзеге асыру әлі де қиындықтарға толы.
Бұл зерттеуде автор тамаша механикалық қасиеттерге және тамаша EMI экрандау эффектісіне (EMI SE) ие жеңіл күміс/төмендетілген графен тотығымен қапталған көміртекті меламин (CMF/rGO/Ag) композитті көбік материалын дайындау үшін қарапайым бір сатылы термиялық өңдеу стратегиясын ұсынды. Композиттік қаңқа мен күміс арасындағы жақсартылған интерфейстің арқасында CMF/rGO/Ag көбігі 1000 тиеу-түсіру сығымдау сынақ циклінен кейін тамаша құрылымдық тұрақтылықты көрсетті. Сонымен қатар, көбіктің EMI SE тығыздығы бар болғаны 50.6 мг см16 g-2 және өте төмен Ag мазмұны 1 vol% болғанда 0.09 дБ жетті.
Бір қызығы, кеуекті қаңқа мен бірнеше интерфейстердің ынтымақтастығы CMF/rGO/Ag көбіктің әдеттен тыс жоғары сіңіру коэффициентіне (0.5-тен жоғары) әкелді. CMF/rGO/Ag көбікінің жоғары сіңіру коэффициентінің экрандау механизмі одан әрі соңғы элементтерді талдау (FEA) арқылы зерттелді. CMF/rGO/Ag көбікінің жақын даладағы тамаша EMI экрандау өнімділігі төмен тығыздықты, күшті CMF/rGO/Ag көбік электрондық қаптамаға арналған EMI қорғайтын материалдар ретінде үлкен артықшылықтарға және кең қолдану перспективаларына ие екенін көрсетеді.