Жакында эле, Кытай Илимдер академиясынын Шэньчжэнь өркүндөтүлгөн технологиялар институтунун Сунь Рун жана башка тиешелүү изилдөөчүлөрү жеңил күмүш/азайтылган графен кычкылы менен капталган көмүрлөштүрүлгөн меламин (CMF/rGO/Ag) көбүк материалдарын даярдоо үчүн жөнөкөй бир баскычтуу жылуулук менен иштетүү стратегиясын сунушташты. Көмүрлөштүрүлгөн-композиттик меламин көбүк материалы эң сонун механикалык касиеттерди жана эң сонун электромагниттик коргоо эффектин (EMI SE) камсыз кылды.
5G байланышынын жана смартфондордун өсүшү электромагниттик тоскоолдуктарды ого бетер күчөттү.
Катуу электромагниттик тоскоолдуктар маалыматтардын жоголушуна, системанын бузулушуна, ал тургай адамдын ден соолугуна коркунуч келтириши мүмкүн.
Ультра төмөн тыгыздыгы жана жакшы механикалык ийкемдүүлүгү менен жогорку натыйжалуу электромагниттик интерференциядан коргоочу материалдарды иштеп чыгуу зыяндуу электромагниттик толкундун булганышын же радиациясын басуунун эффективдүү жолу болуп саналат.
Салттуу металл материалдары үчүн өткөргүчтүктү жакшыртуу ар дайым жогорку эффективдүү коргоочу материалдарга жетүү үчүн негизги стратегия болуп келген.
Мындан тышкары, графен, көмүртек нанотүтүкчөлөрү жана MXene сыяктуу жаңы наноматериалдар да жогорку EMI коргоо көрсөткүчүнө ээ экени кабарланды.
Наноматериалдардын жогорку ийкемдүү өндүрүш процессинен улам, бул материалдар EMI коргоо үчүн көбүк же пленка түрүндө иштетилет. Наноматериалдардын көбүктөнгөн түрү менен салыштырганда, тыгыз пленкалар жогорку өткөрүмдүүлүктү көрсөтөт.
Жогорку өткөргүчтүк түздөн-түз келип түшкөн электромагниттик толкундарды чагылдыруу менен жогорку EMI SE түзө алат.
Мисалы, жогорку өткөргүч металлдардын электромагниттик толкун чагылуу коэффициенти адатта 90% ашат, бул түшкөн электромагниттик толкундардын 90% бош мейкиндикте чагылдырылат дегенди билдирет.
Чагылган электромагниттик толкундар да олуттуу экинчилик электромагниттик нурлануунун булганышын алып келиши мүмкүн. Төмөн электромагниттик толкун чагылдыруу коэффициенти менен жогорку натыйжалуу EMI коргоочу материалдарды алуу дагы эле кыйынчылык болуп саналат.
Пенопласт түрүндөгү коргоочу материал тешиктүү түзүлүштөн турат. Жеңил салмагына, жакшы механикалык кысылышына жана жөнгө салынуучу EMI экрандаштырууга жөндөмдүүлүгүнөн улам, ал салттуу катуу металлдан коргоочу материалдарды алмаштырууда чоң потенциалга ээ.
Тактап айтканда, тешиктүү түзүлүш көбүк түрүндөгү коргоочу материалга түшкөн электромагниттик толкундарда ачык көп чагылдырууга мүмкүндүк берет, ошондуктан көбүк электромагниттик толкундарды сиңирип, алсыратат. Бул тешиктүү түзүлүш MXene менен электромагниттик толкундардын жутулушун күчөтөт деп билдирди.
Катуу материалдар менен салыштырганда, тешиктүү түзүлүшү жакшыраак электромагниттик толкун импеданс дал келүү жөндөмүнө ээ жана инциденттүү электромагниттик толкундарды коргоочу көбүктүн ички түзүлүшүнө киргизиши мүмкүн. Ошондуктан, аз чагылдыруу коэффициенти жана жогорку жутуу коэффициенти менен EMI коргоочу материалдар жакшы импеданс дал келиши (төмөн чагылуу) жана жогорку көп чагылдырылышы керек. Мисалы, жогорку EMI SE жана жутуу коэффициенттери бар катмарлуу конструкциялар, көп катмарлуу структуралар жана изотроптук структуралар даярдалган. Жалпысынан алганда, татаал структуралар жана көп компоненттүү көп баскычтуу иштетүүнү камтыйт, ал эми механикалык ийкемдүүлүк начар.
Күмүш жалатылган полиимиддик көбүк физикалык чачуу ыкмасы менен даярдалган жана анын тыгыздыгы 23кг/м3 болгон. Күмүш менен капталган меламин көбүгү химиялык туташтыруу жолу менен даярдалган. Даярдалган күмүш жалатылган меламин көбүгү EMI жогорку SE 90 дБ жана күмүш мазмуну 63.5 wt% түзөт. Мындан тышкары, жез / никель менен капталган polymethacrylimide гибрид көбүк жана алтын нанобөлүкчөлөр менен капталган полимер негизиндеги нанобула электромагниттик интерференциядан коргоочу электрсиз каптоо ыкмасы да сунушталат.
Бирок, катуу металл менен ийкемдүү алкактын ортосундагы мүнөздүү интерфейстин дал келбегендигинен улам, электропластика, электрсиз каптоо жана физикалык чачуу жолу менен даярдалган металл көбүк коргоочу материалдар начар механикалык касиеттерге ээ. Металл бөлүкчөлөрү менен ийкемдүү көбүк скелетинин ортосундагы байланышты күчөтүү жана мыкты механикалык касиеттери бар металл көбүк коргоочу материалдарды ишке ашыруу дагы эле кыйынчылыктарга толгон.
Бул изилдөөдө автор жеңил күмүш/кыскартылган графен кычкылы менен капталган карбондашкан меламин (CMF/rGO/Ag) композиттүү пенопласт материалын даярдоо үчүн жөнөкөй бир кадамдык жылуулук менен дарылоо стратегиясын сунуш кылган, ал мыкты механикалык касиетке жана Эң сонун EMI коргоо эффектине ээ (EMI SE). Композиттик алкак менен күмүштүн ортосундагы өркүндөтүлгөн интерфейстен улам, CMF/rGO/Ag көбүгү 1000 жүктөө-түшүрүү кысуу сыноо циклинен кийин эң сонун структуралык туруктуулукту көрсөттү. Мындан тышкары, көбүктүн EMI SE тыгыздыгы 50.6 дБ жеткен 16 мг см2 г-1 жана өтө төмөн Ag мазмуну 0.09 vol%.
Кызыгы, көзөнөктүү алкак менен бир нече интерфейстердин кызматташуусу CMF/rGO/Ag көбүгүнүн адаттан тыш жогорку жутуу коэффициентине (0.5тен ашык) алып келди. CMF/rGO/Ag көбүктүн жогорку жутуу коэффициентин коргоо механизми андан ары чектүү элементтер анализи (FEA) менен изилденген. CMF/rGO/Ag көбүгүнүн эң сонун жакынкы талаадагы EMI коргоо көрсөткүчү төмөн тыгыздыктагы, күчтүү CMF/rGO/Ag көбүгү электрондук таңгак үчүн EMI коргоочу материалдар катары чоң артыкчылыктарга жана кеңири колдонуу перспективаларына ээ экенин көрсөтүп турат.