创新的方法提供强大,灵活的薄膜,能够阻挡电磁干扰

电磁干扰(EMI)可能危害无人机、智能手机、芯片、平板电脑、可穿戴设备,甚至飞机和人类健康。随着产生电磁干扰的设备的快速生产,这种干扰正在增加。电磁屏蔽解决方案(使用磁性或导电材料)的市场预计到2022年将超过70亿美元。欧洲杯足球竞彩

André Taylor,化学和生物分子工程副教授和合作者开发了一种创新技术,以生产相对低成本的复合薄膜,旨在阻挡电磁干扰。

André Taylor是加州大学伯克利分校化学与生物分子工程副教授纽约大学坦顿工程学院他与耶鲁大学化学与环境工程Roberto C. Goizueta教授Menachem Elimelech,欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球采用了一种创新的方法,制作了成本相对较低的EMI-blocking复合薄膜。

这项名为“下一代电磁屏蔽跨功能半透明mxene -碳纳米管复合薄膜的逐层组装”的研究发表在10月31日的《科学》杂志上, 2018年版先进功能材料欧洲杯足球竞彩.主要作者包括纽约大学Tandon博士后翁国明(guo ming Weng)和西南交通大学材料科学与工程副教授李锦阳(Jinyang Li)。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

为了设计薄膜,该团队使用了Taylor于2012年提出的自旋喷雾逐层处理技术(SSLbL)。该系统利用旋转涂布机上方安装的喷雾头,在组件上连续放置带相反电荷的单分子纳米层,比传统方法(如浸涂)更短的时间内形成高质量的薄膜。

这一过程使他们能够制作柔韧、半透明的电磁屏蔽膜,它由无数交替层的碳纳米管(CNT)、一种被称为mxeni的相反电荷的碳化钛——一组由gogotsi首次设计的碳化钛薄片和聚电解质组成。泰勒描述说,这些电荷特性除了EMI屏蔽外,还有更多的好处。

当我们努力辨别不同成分所扮演的角色时他说,我们发现,相反电荷的碳纳米管和MXene层之间的强静电和氢键赋予了高强度和灵活性他进一步解释说,MXene具有吸附(它很容易粘附在表面)和导电的双重优势,这对阻挡电磁干扰至关重要。”由于这种薄膜本身是半透明的,它的优点是可以用于智能手机等带有显示屏的设备的电磁干扰屏蔽。其他种类的盾牌,例如金属,是不透明的。屏蔽是好的,但是让可见光通过的屏蔽就更好了.”

SSLbL技术还提供了对薄膜结构的纳米级控制,允许制造商改变特定的条件,如透明度或电导率,因为它允许每个层的组成离散变化。相比之下,由聚电解质、纳米粒子和石墨烯在基质中的单层混合物组成的薄膜则不能如此改变。欧洲杯猜球平台除了柔韧性、高稳定性和半透明性之外,MXene-CNT复合薄膜还表现出高导电性,这是电磁屏蔽的重要特性,因为它驱散了薄膜表面的电磁脉冲,减弱和分散了薄膜。

虽然制造商对碳纳米管和石墨烯与导电聚合物复合材料集成构成的电磁干扰屏蔽表现出了兴趣,但到目前为止,在柔性薄膜上形成这些特性的最佳混合的一种相对快速、经济的方法是不可测的,泰勒解释说。

在屏蔽层中加入碳材料的主要目的是增加通过薄膜的导电途径欧洲杯足球竞彩,”泰勒说。”但是,SSLbL系统也比传统的浸渍涂层快得多,在传统的浸渍涂层中,要屏蔽的组件反复浸渍在一种材料中,冲洗,然后再次浸渍在另一层,然后不断重复。这需要几天。我们的系统可以在几分钟内生成数百层交替MXene和CNT.”

虽然自旋喷涂限制了元件的尺寸,但Taylor表示,理论上,该系统可以为直径相当于12英寸晶圆的元件和器件产生EMI屏蔽,而在半导体领域,自旋涂层经常被用作涂层机制。

由于材料之间的连接更紧密,这种方法的生产成本更低,速度也更快,而且LbL过程促进了不同纳米结构材料的受控排列和组装,比仅仅在几个组件上沉积一种混合物的重复层要好得多。欧洲杯足球竞彩我们可以设想使用广泛的参数、纳米结构材料和聚电解质来调节跨功能薄膜的期望性能欧洲杯足球竞彩.”

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