2020年7月3
电动汽车和电子设备产生电磁场,有时必须屏蔽为了不影响邻近的电子元件或信号的传输。高频电磁场只能屏蔽用导电外壳封闭的各方。
通常薄金属片或金属箔是用于此目的。然而,对于许多应用程序这样的盾牌太重或太不适应给定的几何。理想的解决方案是一种光,灵活耐用材料和极高的屏蔽效能。
气凝胶对电磁辐射
突破这个地区现在已经通过领导的一个研究小组Zhihui曾庆红和古斯塔夫Nystrom。研究人员正在利用纳米纤维的纤维素气凝胶为基础,这是一种光,高度多孔材料。从木材和纤维素纤维得到,由于其化学结构,使广泛的化学修改。
他们因此高度流行的研究对象。关键因素的处理和修改这些纤维素纳米纤维是能够产生一定的微观结构的方式定义和解释的影响。这些结构和性能之间的关系的研究领域在电子探针Nystrom的团队。
研究人员已经成功地生产纤维素纳米纤维和银纳米线的合成,从而创造了超轻细结构提供良好的屏蔽电磁辐射。
材料的效果令人印象深刻:密度只有1.7毫克每立方厘米,silver-reinforced纤维素气凝胶达到超过40 dB屏蔽在高分辨率的雷达辐射的频率范围(8到12 GHz)——换句话说,几乎所有在这个频率范围辐射截获的材料。
冰晶的形状控制
不仅正确的纤维素和合成银导线是决定性的屏蔽效应,而且材料的孔隙结构。在毛孔内,电磁场来回反射,另外触发电磁场在复合材料中,抵消事件字段。
创建最佳的孔隙大小和形状,研究人员把材料倒进pre-cooled模具,让它慢慢冻结。冰晶的生长创造了最佳孔隙结构阻尼的字段。
通过这种生产方法,减振效果甚至可以指定在不同空间方向:如果材料冻结在模具从下到上,垂直方向的电磁阻尼效应较弱。
在水平方向上,即垂直于冰冷的方向——阻尼效果优化。屏蔽结构将以这种方式是高度灵活的:即使被来回弯曲一千次,阻尼效应与原始材料几乎是一样的。
所需的吸收甚至可以轻松地调整通过添加或多或少的银纳米线复合,以及演员气凝胶的孔隙度和铸层的厚度。
世界上最轻的电磁屏蔽
在另一项实验中,研究人员把银纳米线复合材料和连接他们的纤维素纳米纤维的二维nanoplates钛硬质合金,生产使用一种特殊的腐蚀过程。
nanoplates像硬“砖块”与灵活的连接在一起的“砂浆”制成的纤维素纤维。这个配方也冻结冷却形式有针对性的方式。关于材料的重量,没有其他材料可以实现这样的屏蔽。这排名碳化钛nanocellulose气凝胶是迄今为止世界上最轻的电磁屏蔽材料。
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