Վերջերս Սուն Ռոնգը և Չինաստանի գիտությունների ակադեմիայի Շենժենի առաջադեմ տեխնոլոգիաների ինստիտուտի այլ հետազոտողներ առաջարկել են պարզ, մեկ քայլով ջերմային մշակման ռազմավարություն՝ թեթև արծաթե/վերականգնված գրաֆենի օքսիդով պատված ածխածնային մելամինային (CMF/rGO/Ag) փրփուրային նյութեր պատրաստելու համար: Ածխածնային կոմպոզիտային մելամինային փրփուրային նյութը ապահովել է գերազանց մեխանիկական հատկություններ և գերազանց էլեկտրամագնիսական ալիքներից պաշտպանող ազդեցություն (EMI SE):
5G կապի և խելացի հեռախոսների աճը սրել է էլեկտրամագնիսական միջամտության խնդիրը։
Ուժեղ էլեկտրամագնիսական միջամտությունը կարող է հանգեցնել տվյալների կորստի, համակարգի ձախողման և նույնիսկ վտանգել մարդու առողջությունը:
Բարձր արդյունավետությամբ էլեկտրամագնիսական միջամտության պաշտպանիչ նյութերի մշակումը ծայրահեղ ցածր խտությամբ և լավ մեխանիկական ճկունությամբ վնասակար էլեկտրամագնիսական ալիքների աղտոտումը կամ ճառագայթումը ճնշելու արդյունավետ միջոց է:
Ավանդական մետաղական նյութերի համար հաղորդունակության բարելավումը միշտ եղել է բարձր արդյունավետության պաշտպանիչ նյութերի ձեռքբերման առաջնային ռազմավարությունը:
Բացի այդ, հաղորդվել է, որ նոր նանոնյութերը, ինչպիսիք են գրաֆենը, ածխածնային նանոխողովակները և MXene-ն, ունեն բարձր EMI պաշտպանիչ հատկություններ:
Նանոնյութերի արտադրության բարձր ճկուն գործընթացի շնորհիվ այս նյութերը վերամշակվում են փրփուրի կամ թաղանթի տեսքով՝ EMI-ի պաշտպանության համար: Նանոնյութերի փրփրված ձևի համեմատությամբ, խիտ թաղանթները ավելի բարձր հաղորդունակություն են ցուցաբերում:
Բարձր հաղորդունակությունը կարող է ուղղակիորեն առաջացնել բարձր EMI SE՝ ուժեղ արտացոլելով պատահական էլեկտրամագնիսական ալիքները:
Օրինակ, բարձր հաղորդունակությամբ մետաղների էլեկտրամագնիսական ալիքի արտացոլման գործակիցը սովորաբար գերազանցում է 90%-ը, ինչը նշանակում է, որ պատահական էլեկտրամագնիսական ալիքների 90%-ը կանդրադառնա ազատ տարածություն։
Անդրադարձված էլեկտրամագնիսական ալիքները կարող են նաև առաջացնել լուրջ երկրորդային էլեկտրամագնիսական ճառագայթման աղտոտում: Դեռևս դժվար է էլեկտրամագնիսական ալիքի արտացոլման ցածր գործակցով բարձր արդյունավետությամբ EMI պաշտպանիչ նյութեր ձեռք բերելը:
Փրփուրի տիպի պաշտպանիչ նյութը կազմված է ծակոտկեն կառուցվածքից: Իր թեթև քաշի, լավ մեխանիկական սեղմելիության և կարգավորելի EMI պաշտպանիչ կատարողականության շնորհիվ այն մեծ ներուժ ունի ավանդական կոշտ մետաղական պաշտպանիչ նյութերը փոխարինելու համար:
Մասնավորապես, ծակոտկեն կառուցվածքը հնարավորություն է տալիս փրփուրի տիպի պաշտպանիչ նյութին ունենալ ակնհայտ բազմակի անդրադարձներ տեղի ունեցող էլեկտրամագնիսական ալիքների վրա, որպեսզի փրփուրը կարողանա կլանել և թուլացնել էլեկտրամագնիսական ալիքները: Հաղորդվել է, որ ծակոտկեն կառուցվածքը կբարձրացնի էլեկտրամագնիսական ալիքների կլանումը MXene-ի կողմից:
Համեմատած պինդ նյութերի հետ՝ ծակոտկեն կառուցվածքն ունի էլեկտրամագնիսական ալիքի դիմադրության ավելի լավ համընկնման ունակություն և կարող է ստիպել դիպված էլեկտրամագնիսական ալիքները մտնել պաշտպանիչ փրփուրի ներքին կառուցվածքը: Հետևաբար, ցածր արտացոլման գործակից և բարձր կլանման գործակից ունեցող EMI պաշտպանիչ նյութերը պետք է ունենան լավ դիմադրության համապատասխանություն (ցածր արտացոլում) և բարձր բազմակի արտացոլում: Օրինակ, պատրաստվել են շերտավոր կառուցվածքներ, բազմաշերտ կառուցվածքներ և իզոտրոպ կառուցվածքներ՝ EMI SE և կլանման բարձր գործակիցներով։ Ընդհանուր առմամբ, բարդ կառուցվածքները և բազմաբաղադրիչները հաճախ ներառում են բազմաստիճան մշակում, իսկ մեխանիկական ճկունությունը թույլ է:
Արծաթապատ պոլիիմիդային փրփուրը պատրաստվել է ֆիզիկական ցողման եղանակով, որի խտությունը կազմել է 23կգ/մ3։ Արծաթապատ մելամինային փրփուրը պատրաստվել է քիմիական նստվածքով: Պատրաստված արծաթապատ մելամինային փրփուրն ունի EMI բարձր SE 90 դԲ և արծաթի պարունակություն՝ 63.5 wt%: Բացի այդ, առաջարկվում է նաև պղնձի/նիկելի պատված պոլիմետակրիլիմիդային հիբրիդային փրփուրի և ոսկու նանոմասնիկների պատված պոլիմերային նանոմանրաթելերի վրա հիմնված էլեկտրամագնիսական միջամտության պաշտպանիչ էլեկտրոլազերծման մեթոդ:
Այնուամենայնիվ, կոշտ մետաղի և ճկուն շրջանակի միջև բնորոշ միջերեսի անհամապատասխանության պատճառով մետաղական փրփուր պաշտպանող նյութերը, որոնք պատրաստված են էլեկտրալցման, էլեկտրալցապատման և ֆիզիկական ցողման միջոցով, ունեն վատ մեխանիկական հատկություններ: Մետաղական մասնիկների և ճկուն փրփուրի կմախքի միջև կապի ուժեղացումը և գերազանց մեխանիկական հատկություններով մետաղական փրփուր պաշտպանող նյութերի ստեղծումը դեռևս լի է մարտահրավերներով:
Այս ուսումնասիրության մեջ հեղինակն առաջարկել է պարզ մեկ քայլ ջերմային մշակման ռազմավարություն՝ թեթեւ արծաթով/կրճատված գրաֆեն օքսիդով պատված կարբոնացված մելամինի (CMF/rGO/Ag) կոմպոզիտային փրփուր նյութ պատրաստելու համար, որն ունի գերազանց մեխանիկական հատկություններ և գերազանց EMI պաշտպանիչ ազդեցություն (EMI SE): Կոմպոզիտային շրջանակի և արծաթի միջև ուժեղացված միջերեսի շնորհիվ CMF/rGO/Ag փրփուրը 1000 բեռնում-բեռնաթափման սեղմման փորձարկման ցիկլերից հետո ցույց տվեց գերազանց կառուցվածքային կայունություն: Բացի այդ, փրփուրի EMI SE-ն հասել է 50.6 դԲ-ի՝ ընդամենը 16 մգ սմ2 գ-1 խտության և 0.09 vol% Ag-ի ծայրահեղ ցածր պարունակության դեպքում:
Հետաքրքիր է, որ ծակոտկեն շրջանակի և բազմաթիվ միջերեսների համագործակցությունը հանգեցրեց CMF/rGO/Ag փրփուրի անսովոր բարձր կլանման գործակցի (ավելի քան 0.5): CMF/rGO/Ag փրփուրի բարձր կլանման գործակից պաշտպանող մեխանիզմը հետագայում ուսումնասիրվել է վերջավոր տարրերի վերլուծությամբ (FEA): CMF/rGO/Ag փրփուրի մերձադաշտային EMI պաշտպանիչ գերազանց կատարումը ցույց է տալիս, որ ցածր խտության, ուժեղ CMF/rGO/Ag փրփուրն ունի մեծ առավելություններ և լայն կիրառման հեռանկարներ՝ որպես EMI պաշտպանիչ նյութեր էլեկտրոնային փաթեթավորման համար: