Onlangs het Sun Rong en ander verwante navorsers van die Shenzhen Instituut vir Gevorderde Tegnologie, Chinese Akademie vir Wetenskappe, 'n eenvoudige eenstap-hittebehandelingstrategie voorgestel om liggewig silwer/gereduseerde grafeenoksied-bedekte gekarboniseerde melamien (CMF/rGO/Ag) skuimmateriale voor te berei. Die gekarboniseerde-saamgestelde melamienskuimmateriaal het uitstekende meganiese eienskappe en 'n uitstekende EMI-afskermingseffek (EMI SE) gebied.
Die opkoms van 5G-kommunikasie en slimfone het die probleem van elektromagnetiese interferensie vererger.
Erge elektromagnetiese steurings kan dataverlies, stelselonderbrekings veroorsaak en selfs menslike gesondheid in gevaar stel.
Die ontwikkeling van hoëprestasie-elektromagnetiese interferensie-afskermmateriale met ultra-lae digtheid en goeie meganiese buigsaamheid is 'n effektiewe manier om skadelike elektromagnetiese golfbesoedeling of straling te onderdruk.
Vir tradisionele metaalmateriale was die verbetering van geleidingsvermoë nog altyd die primêre strategie vir die bereiking van hoëprestasie-afskermmateriale.
Daar is ook berig dat nuwe nanomateriale soos grafeen, koolstofnanobuise en MXene hoë EMI-afskermprestasie het.
As gevolg van die hoogs buigsame vervaardigingsproses van nanomateriale, word hierdie materiale in skuim- of filmvorm verwerk vir EMI-afskerming. In vergelyking met die skuimvorm van nanomateriale, toon digte films hoër geleidingsvermoë.
Hoë geleidingsvermoë kan direk hoë EMI SE genereer deur invallende elektromagnetiese golwe sterk te reflekteer.
Byvoorbeeld, die elektromagnetiese golfweerkaatsingskoëffisiënt van hoogs geleidende metale oorskry gewoonlik 90%, wat beteken dat 90% van invallende elektromagnetiese golwe in vrye ruimte gereflekteer sal word.
Die gereflekteerde elektromagnetiese golwe kan ook ernstige sekondêre elektromagnetiese stralingsbesoedeling veroorsaak. Dit is steeds 'n uitdaging om hoëprestasie EMI-afskermmateriale met 'n lae elektromagnetiese golfrefleksiekoëffisiënt te verkry.
Die skuim-tipe afskermmateriaal is saamgestel uit 'n poreuse struktuur. As gevolg van sy ligte gewig, goeie meganiese saamdrukbaarheid en verstelbare EMI-afskermprestasie, het dit groot potensiaal om tradisionele stewige metaalafskermmateriale te vervang.
Die poreuse struktuur stel veral die skuimtipe afskermmateriaal in staat om duidelike veelvuldige refleksies op invallende elektromagnetiese golwe te hê, sodat die skuim elektromagnetiese golwe kan absorbeer en verswak. Daar is gerapporteer dat die poreuse struktuur die absorpsie van elektromagnetiese golwe deur MXene sal verbeter.
In vergelyking met soliede materiale, het die poreuse struktuur 'n beter elektromagnetiese golfimpedansie-aanpassingsvermoë, en kan invallende elektromagnetiese golwe die interne struktuur van die afskermskuim laat binnedring. Daarom moet EMI-afskermmateriale met 'n lae refleksiekoëffisiënt en hoë absorpsiekoëffisiënt goeie impedansie-passing (lae refleksie) en hoë meervoudige refleksie hê. Gelaagde strukture, meerlaagstrukture en isotropiese strukture is byvoorbeeld voorberei, met hoë EMI SE en absorpsiekoëffisiënte. Oor die algemeen behels komplekse strukture en multi-komponente dikwels multi-stap verwerking, en meganiese buigsaamheid is swak.
Die silwer-geplateerde poliimied skuim is voorberei deur fisiese spuit metode, en sy digtheid was 23kg/m3. Die versilwerde melamienskuim is deur chemiese afsetting voorberei. Die voorbereide silwer-geplateerde melamienskuim het 'n EMI hoë SE van 90 dB en 'n silwerinhoud van 63.5 gew.%. Daarbenewens word 'n koper/nikkelbedekte polimetakrilimied-hibriedskuim en goue nanopartikel-bedekte polimeergebaseerde nanovesel-elektromagnetiese interferensie-afskermingsmetode ook voorgestel.
As gevolg van die inherente koppelvlak-wanverhouding tussen die stewige metaal en die buigsame raam, het die metaalskuim-afskermmateriale wat deur elektroplatering, stroomlose platering en fisiese bespuiting voorberei is, swak meganiese eienskappe. Die verbetering van die verband tussen die metaaldeeltjies en die buigsame skuimskelet en die verwesenliking van metaalskuimafskermmateriale met uitstekende meganiese eienskappe is steeds vol uitdagings.
In hierdie studie het die skrywer 'n eenvoudige eenstap-hittebehandelingstrategie voorgestel om liggewig silwer/gereduseerde grafeenoksied-bedekte verkoolde melamien (CMF/rGO/Ag) saamgestelde skuimmateriaal voor te berei, wat uitstekende meganiese eienskappe en uitstekende EMI-afskermingseffek (EMI SE) het. As gevolg van die verbeterde koppelvlak tussen die saamgestelde raamwerk en die silwer, het die CMF/rGO/Ag skuim uitstekende strukturele stabiliteit getoon na 1000 laai-ontlaai kompressie toetssiklusse. Daarbenewens het die EMI SE van die skuim 50.6 dB bereik teen 'n digtheid van slegs 16 mg cm2 g-1 en 'n ultra-lae Ag-inhoud van 0.09 vol%.
Interessant genoeg het die samewerking van die poreuse raamwerk en veelvuldige koppelvlakke gelei tot die buitengewoon hoë absorpsiekoëffisiënt (meer as 0.5) van die CMF/rGO/Ag-skuim. Die hoë absorpsiekoëffisiënt afskermmeganisme van CMF/rGO/Ag skuim is verder bestudeer deur eindige element analise (FEA). Die uitstekende naby-veld EMI-afskermprestasie van CMF/rGO/Ag-skuim toon dat laedigtheid, sterk CMF/rGO/Ag-skuim groot voordele en breë toepassingsvooruitsigte het as EMI-afskermmateriaal vir elektroniese verpakking.