Häiriöt kuriin ohuemmilla suojilla

Joukko tutkijoita Drexel yliopistosta ja Korea Institute of Science & Technologystä työskentelevät vaimentaakseen sähkömagneettisia häiriöitä ujuttamalla ne ohueen kerrokseen nanomateriaalia nimeltään MXene.

MXene-kalvot ovat Drexelin yliopiston tutkijoiden aikoinaan kehittämiä kaksiulotteisia rakenteita.

Sähkömagneettisia häiriöitä vastaan suojaudutaan tyypillisesti johtavasta metallista tehdyllä koteloinnilla tai metallimusteisella pinnoitteella. Menetelmä on tehokas mutta se lisää laitteen painoa.

Tutkijoiden tulokset viittaavat, että muutamien atomien paksuisten titaanikarbidiseosteiset MXene-materiaalit voivat olla tehokkaampia estämään sähkömagneettisia häiriöitä. Lisäetuna on erittäin ohut rakenne joka voidaan helposti soveltaa pinnoitteena vain ruiskuttamalla se minkä tahansa pinnan päälle.

Nyt tutkituista ohuin MXene-kalvo, joka kilpailee kuparisten ja alumiinisten häirösuojamateriaalien kanssa on 8 mikrometrin paksuinen. Se saavutti 99,9999 prosenttisen eston säteilytaajuuksille jotka ulottuvat matkapuhelimista tutkiin.

Verrattuna muihin synteettisiin suojamateriaaleihin, kuten grafeeniin tai hiilikuituihin, MXene toimii paljon paremmin. Jotkin kaupalliset sähkömagneettiset häiriösuojamateriaalit, kuten hiili-polymeerikomposiitin olisi oltava saman tason saavuttaakseen yhden millimetrin paksuinen.

Avain MXenen suorituskyvylle piilee sen korkeassa sähkönjohtavuudessa ja kaksiulotteisessa rakenteessa. Kun sähkömagneettiset aallot joutuvat kosketuksiin MXenen kanssa, jotkut heijastuvat välittömästi sen pinnalta, kun taas toiset kulkevat pinnan läpi mutta menettävät energiaa materiaalin keskellä oleviin atomisesti ohuisiin kerroksiin. Alemman energian sähkömagneettiset aallot heijastuvat lopulta sisäisissä kerroksissa edestakaisin, kunnes he ovat täysin absorboituneet rakenteeseen.