通过翻转开关阻挡无线电波和电磁干扰

2023年1月19日
来源:ASM Ibeplay体育官网地址nternational

发表的

德雷克塞尔大学工程学院的研究人员开发了一种通过喷涂制成的薄膜装置，可以通过翻转开关阻挡电磁辐射。这一突破是由一种名为MXenes的多功能二维材料实现的，它可以调整电子设备的性能，加强无线连接，并保护移动通信免受入侵。

该团队此前证明，十多年前发现的二维层状MXene材料与电解质溶液结合后，可以变成一种有效的电磁波主动屏蔽剂。这项最新的MXene发现发表在《自然纳米技术》杂志上，它展示了当施加一个小电压(小于碱性电池产生的电压)时，这种屏蔽是如何调节的。

MXene是一种独特的材料，它具有很高的导电性，非常适合反射可能导致静态、反馈或降低通信设备性能的微波辐射。但它的内部化学结构也可以暂时改变，以允许这些电磁波通过。

这意味着在设备或电子元件上有一层薄薄的涂层，既可以防止它们发射电磁波，也可以防止它们被其他电子设备发射的电磁波穿透。消除来自内部和外部源的干扰的可能性可以确保设备的性能，但在用于通信时必须允许一些波退出和进入。

引出MXene屏蔽特性的双向可调性的关键是利用离子的流动和排出来交替扩大和压缩材料层之间的空间，就像手风琴一样，以及改变MXene的表面化学性质。

通过对薄膜施加小电压，离子进入或插入MXene层之间，改变其表面的电荷并诱导静电吸引，从而改变层间距，导电率和材料的屏蔽效率。当电流关闭时，离子被脱插，MXene层恢复到原始状态。

研究小组测试了10种不同的mxene -电解质组合，每一种都通过喷雾器涂在比人类头发薄30到100倍的层上。这些材料在阻挡微波辐射方面始终表现出屏蔽效率的动态可调性，这对于铜和钢等传统金属来说是不可能的。该设备在超过500次充放电循环中保持了性能。

这些结果表明，MXene薄膜可以通过电化学氧化由电磁干扰屏蔽转变为准电磁波传输。MXene薄膜可以潜在地用作动态EMI屏蔽开关。
对于安全应用，该团队建议MXene屏蔽可以隐藏设备，使其不被雷达或其他跟踪系统发现。该团队还测试了单向屏蔽开关的潜力。这将使设备保持不可检测和保护免受未经授权的访问，直到它被部署使用。

该团队的下一步是探索额外的mxene -电解质组合和机制，以微调屏蔽，以实现更强的电磁波传输调制和动态调节，以阻挡各种带宽的辐射。

欲了解更多信息:

德雷塞尔大学

https://drexel.edu