德雷塞尔大学工程学院的材料科学家近期取得一项突破,开发出一种基于二维材料MXene的特殊涂层,有望彻底解决电子设备因相互靠近而产生的电磁干扰问题。这种材料不仅能阻挡电磁场,更能将其吸收并耗散,从根源上消除设备间的“嗡嗡”声、反馈噪音及静电干扰。
电磁干扰不仅导致设备性能下降,还可能引发过热甚至故障。尽管行业一直试图通过屏蔽层来反射电磁波,但研究团队指出,随着电子设备数量激增,单纯的反射策略已不可持续。首席研究员Yury Gogotsi教授强调,真正的解决方案在于开发能够吸收并耗散干扰能量的新材料。
研究团队在《Cell Reports Physical Science》期刊上报道,将MXene与导电元素钒结合并融入聚合物溶液中,可形成一种高效的电磁波吸收涂层。钒的加入使MXene层形成类似电化学网格的结构,完美捕获离子,而微波透明的聚合物基质则增强了材料对电磁波的渗透性。这种组合使得涂层对电磁波的吸收、捕获和耗散效率超过90%。
博士后研究员Meikang Han指出,只需在常见的聚氨酯(常用于墙面涂料)中添加极少量的MXene填料(约1:50的比例),即可吸收整个X波段雷达频率范围内超过90%的入射电磁波。电磁波进入MXene-聚合物复合薄膜后,能量转化为微量热量并被迅速耗散,仿佛“消失”了一般。这种厚度小于人类发丝的涂层,足以让材料对X波段电磁波完全“免疫”。
Gogotsi教授预测,这项技术对医疗、军事等对技术性能要求极高的领域至关重要,同时将为物联网(IoT)、5G及6G通信技术的扩展提供关键支撑。该研究为开发超薄、高吸收性的电磁干扰防护材料指明了新方向。
对于中国电子制造与通信行业而言,这一基于二维材料的吸收型抗干扰方案,为应对未来高密度设备环境下的信号干扰提供了极具潜力的技术路径,值得在下一代通信模组及精密电子封装领域重点关注。