Саяхан Хятадын Шинжлэх Ухааны Академийн Шэньжэний Дэвшилтэт Технологийн Хүрээлэнгийн Сун Рун болон бусад холбогдох судлаачид хөнгөн мөнгө/багасгасан графен оксидоор бүрсэн нүүрсжүүлсэн меламин (CMF/rGO/Ag) хөөс материалыг бэлтгэх энгийн нэг үе шаттай дулааны боловсруулалтын стратегийг санал болгов. Нүүрсжүүлсэн нийлмэл меламин хөөс нь маш сайн механик шинж чанар, маш сайн цахилгаан соронзон цацрагийн хамгаалалтын нөлөө (EMI SE) үзүүлсэн.
5G харилцаа холбоо, ухаалаг гар утасны өсөлт нь цахилгаан соронзон интерференцийн асуудлыг улам хурцатгаж байна.
Хүчтэй цахилгаан соронзон хөндлөнгийн оролцоо нь өгөгдөл алдагдах, системийн доголдол, хүний эрүүл мэндэд аюул учруулж болзошгүй.
Хэт бага нягтралтай, сайн механик уян хатан чанар бүхий өндөр хүчин чадалтай цахилгаан соронзон хөндлөнгийн хамгаалалттай материалыг боловсруулах нь хортой цахилгаан соронзон долгионы бохирдол, цацрагийг дарах үр дүнтэй арга юм.
Уламжлалт металл материалын хувьд дамжуулах чанарыг сайжруулах нь өндөр гүйцэтгэлтэй хамгаалалтын материалд хүрэх гол стратеги байсаар ирсэн.
Нэмж дурдахад графен, нүүрстөрөгчийн нано гуурс, MXene зэрэг шинэ наноматериалууд нь EMI-ээс хамгаалах өндөр үзүүлэлттэй гэж мэдээлсэн.
Наноматериал маш уян хатан үйлдвэрлэлийн процессын улмаас эдгээр материалыг EMI хамгаалах зорилгоор хөөс эсвэл хальс хэлбэрээр боловсруулдаг. Наноматериалын хөөсөрсөн хэлбэртэй харьцуулахад нягт хальс нь илүү өндөр цахилгаан дамжуулах чанарыг харуулдаг.
Өндөр дамжуулалт нь цахилгаан соронзон долгионыг хүчтэй тусгаснаар шууд өндөр EMI SE үүсгэж болно.
Жишээлбэл, өндөр дамжуулалттай металлын цахилгаан соронзон долгионы ойлтын коэффициент нь ихэвчлэн 90% -иас давдаг бөгөөд энэ нь туссан цахилгаан соронзон долгионы 90% нь чөлөөт орон зайд тусна гэсэн үг юм.
Ойсон цахилгаан соронзон долгион нь хоёрдогч цахилгаан соронзон цацрагийн ноцтой бохирдол үүсгэдэг. Цахилгаан соронзон долгионы ойлтын коэффициент багатай өндөр хүчин чадалтай EMI хамгаалах материалыг олж авах нь бэрхшээлтэй хэвээр байна.
Хөөс хэлбэрийн хамгаалалтын материал нь сүвэрхэг бүтэцтэй. Хөнгөн жинтэй, механик шахалт сайтай, EMI-ийн хамгаалалтын гүйцэтгэлийн тохируулгатай тул уламжлалт хатуу металл хамгаалалтын материалыг орлуулах асар их боломжтой.
Ялангуяа сүвэрхэг бүтэц нь хөөс хэлбэрийн хамгаалалтын материалд ирж буй цахилгаан соронзон долгионыг олон удаа тусгах боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр хөөс нь цахилгаан соронзон долгионыг шингээж, сулруулж чаддаг. Сүвэрхэг бүтэц нь MXene-ийн цахилгаан соронзон долгионы шингээлтийг сайжруулна гэж мэдээлсэн.
Хатуу материалтай харьцуулахад сүвэрхэг бүтэц нь цахилгаан соронзон долгионы эсэргүүцлийг илүү сайн тохируулах чадвартай бөгөөд цахилгаан соронзон долгион нь хамгаалалтын хөөсний дотоод бүтцэд ороход хүргэдэг. Иймээс бага тусгалтай, өндөр шингээлтийн коэффициент бүхий EMI хамгаалалтын материалууд нь сайн эсэргүүцэлтэй таарч (бага тусгал), олон тусгал ихтэй байх ёстой. Тухайлбал, өндөр EMI SE болон шингээлтийн коэффициент бүхий давхраатай, олон давхаргат бүтэцтэй, изотроп бүтэцтэй бүтээцүүдийг бэлтгэсэн. Ерөнхийдөө нарийн төвөгтэй бүтэц, олон бүрэлдэхүүн хэсэг нь олон үе шаттай боловсруулалт хийдэг бөгөөд механик уян хатан чанар муу байдаг.
Мөнгөн бүрсэн полимидын хөөсийг физик цацах аргаар бэлтгэсэн бөгөөд нягт нь 23кг/м3 байв. Мөнгөөр бүрсэн меламин хөөсийг химийн бодисоор баяжуулж бэлтгэсэн. Бэлтгэсэн мөнгөөр бүрсэн меламин хөөсөнцөр нь EMI өндөр SE 90 дБ, мөнгөний агууламж 63.5 жинтэй. Түүнчлэн зэс/никель бүрсэн полиметакрилимид эрлийз хөөс, алтны нано бөөмөөр бүрсэн полимерт суурилсан нано шилэн цахилгаан соронзон интерференцээс хамгаалах цахилгаангүй бүрэх аргыг санал болгож байна.
Гэсэн хэдий ч хатуу металл ба уян хүрээний хоорондох интерфейсийн зөрүүгээс шалтгаалан цахилгаанаар бүрэх, цахилгаангүй бүрэх, физик шүрших замаар бэлтгэсэн металл хөөс хамгаалах материал нь механик шинж чанар муутай байдаг. Металл тоосонцор ба уян хөөсөн араг ясны хоорондох холболтыг сайжруулах, маш сайн механик шинж чанартай металл хөөс хамгаалах материалыг бий болгоход бэрхшээлүүд дүүрэн хэвээр байна.
Энэхүү судалгаанд зохиогч маш сайн механик шинж чанартай, маш сайн EMI хамгаалах нөлөөтэй (EMI SE) хөнгөн мөнгө/багасгасан графены ислээр бүрсэн карбонжуулсан меламин (CMF/rGO/Ag) нийлмэл хөөс материал бэлтгэх энгийн нэг үе шаттай дулааны боловсруулалтын стратегийг санал болгосон. Нийлмэл хүрээ ба мөнгөний хоорондох сайжруулсан интерфейсийн ачаар CMF/rGO/Ag хөөс нь 1000 удаагийн ачих буулгах шахалтын туршилтын дараа бүтцийн тогтвортой байдлыг харуулсан. Нэмж дурдахад хөөсний EMI SE нь ердөө 50.6 мг см16 г-2 нягттай, 1 боть% хэт бага Ag агууламжтай үед 0.09 дБ хүрсэн.
Сонирхолтой нь, сүвэрхэг хүрээ ба олон интерфейсийн хамтын ажиллагаа нь CMF/rGO/Ag хөөсийг шингээх чадварын (0.5-аас дээш) өндөр коэффициентийг бий болгосон. CMF/rGO/Ag хөөсний өндөр шингээлтийн коэффициент хамгаалах механизмыг төгсгөлийн элементийн шинжилгээгээр (FEA) цаашид судалсан. CMF/rGO/Ag хөөсөнцөрийн ойрын талбайн EMI хамгаалалтын гүйцэтгэл нь бага нягтралтай, бат бөх CMF/rGO/Ag хөөс нь электрон сав баглаа боодолд зориулсан EMI хамгаалалтын материал болох давуу талтай бөгөөд өргөн хэрэглээний хэтийн төлөвтэй болохыг харуулж байна.