«По мере того, как технология развивается, и электроника становится легче, быстрее и меньше, уровень электромагнитных помех резко возрастает, — заявил Бабак Анасори (Babak Anasori) из Института наноматериалов Дрексельского университета (DNI). — Внутренний электромагнитный шум, производимый различными электронными компонентами, может серьёзно влиять на повседневные устройства, такие как сотовые телефоны, планшеты и лэптопы, приводя к сбоям в их работе и общей деградации этих устройств».

Ансори — один из авторов статьи «Electromagnetic Interference Shielding with 2D Transition Metal Carbides (MXenes)», которая была недавно опубликована журналом Science. В ней рассматривается усовершенствованная технология защиты от электромагнитных помех путём экранирования оборудования тонкими плёнками.

Обычная процедура экранирования предполагает заключение внутренней части устройств в проводящую оболочку или клетку, например из меди или алюминия. Это достаточно эффективный способ борьбы с электромагнитными наводками, однако подобный экран увеличивает вес устройства и ограничивает возможности его миниатюризации.

Исследование, предпринятое коллективом DNI, продемонстрировало высокую действенность в удержании и блокировании электромагнитных помех слоя карбида титана толщиной всего в несколько атомов. Речь идёт об одном из примерно двух десятков 2D-материалов семейства MXene, открытых учёными Дрексельского университета.

Такое экранирующее покрытие легко наносится напылением, как обычная краска, на любую поверхность. Качество экранирования сохраняется также при комбинировании MXene с полимерами в композитных покрытиях, используемых для защиты носимых устройств.

В статье приводятся результаты тестирования образцов плёнок MXene разной толщины, вплоть до 45 мкм. Авторы обнаружили, что даже самый тонкий из исследовавшихся образцов, толщиной в пару микрометров, не уступал по эффективности экранирования алюминиевой или медной фольге и намного превосходил другие синтетические материалы, включая графен и углеволокно. При увеличении толщины до 8 мкм блокировалось 99,9999% излучения в диапазоне, охватывающем рабочие частоты сотовых телефонов и радаров.

Причина высокой эффективности MXene кроется в особенностях взаимодействия излучения с двумерной проводящей структурой этого материала. По информации авторов, при контакте электромагнитных волн с MXene, часть из них немедленно отражается, а остальные проходят внутрь, но быстро теряют энергию, рассеивающуюся в атомарных слоях. Ослабленные волны испытывают многократные переотражения во внутренних слоях материала и в конечном итоге полностью поглощаются его структурой.

«Это открытие знаменательно тем, что целый ряд коммерческих требований к средствам экранирования электромагнитных помех выполняется в одном материале, — комментирует профессор Юрий Готоцкий. — MXene демонстрирует многие из этих характеристик, включая высокую эффективность экранирования, низкую плотность, малую толщину, высокую гибкость и простоту обработки. Таким образом, это отличный кандидат на применение в многочисленных приложениях».

Группа Готоцкого планирует провести расширенное исследование других представителей семейства MXene, на основании которого определит лучший экранирующий материал для последующего тестирования в электронных устройствах.

http://ko.com.ua/tonkaya_plyonka_zashhitit_nosimuyu_jelektroniku_ot_pomeh_117001