Электромагнитные помехи могут быть серьезной проблемой для электронных устройств, поэтому экранирование обычно размещается вокруг компонентов. Теперь инженеры из Дрексельского университета обнаружили, что двумерный материал под названием карбонитрид титана является превосходным экранирующим материалом благодаря своей способности поглощать, а не отражать электромагнитные волны.
Из-за таких распространенных технологий, как радио, телевидение, Wi-Fi, Bluetooth и сотовые телефонные сети, электромагнитные сигналы повсюду. Но из-за переполненных в воздухе элетромагнитных волн сами электронные устройства подвергаются сильным помехам, которые могут ослабить соединения, замедлить скорость передачи данных и в целом повлиять на работу устройств.
Чтобы предотвратить это, инженеры встраивают экранирующие материалы в устройства, окружающие жизненно важные компоненты. Это часто тонкопленочная металлическая фольга, обычно из меди, которая отражает блуждающие сигналы обратно в воздух. Несмотря на то, что такие экраны выполняют свою работу, эти материалы могут добавить ненужную массу к устройству.
В поисках экранирующих материалов с меньшей занимаемой площадью исследователи из Дрексельского университета наткнулись на карбонитрид титана. Он относится к классу композитных двумерных материалов, называемых максены (MXenes), для которых ранее было показано, что они полезны при изготовлении проводящей керамики, напыляемых антенн и электродов, которые могут повысить скорость перезарядки батареи. Термин "MXene" с окончанием «ен» указывает на определенное сходство с графеном, чудо-материалом, состоящим из слоев чистого углерода. Оставаясь «в тени» графена, максены тем не менее в ряде применений превзошли именитого конкурента как по электрическим характеристикам, так и по технологичности.
В этом случае команда обнаружила, что листы карбонитрида титана, размером намного тоньше человеческого волоса, способны блокировать электромагнитные помехи в три-пять раз лучше, чем медная фольга.
Но материал оказался еще более полезным. Команда обнаружила, что карбонитрид титана фактически поглощает сигналы, а не отражает их обратно. Это означает, что они в конечном итоге снижают общий шум в окружающей среде.
«Это гораздо более устойчивый способ справиться с электромагнитным загрязнением, чем просто отражать волны, которые могут повредить другие устройства, которые не защищены», - говорит Канит Хантанасирисакул, автор исследования. «Мы обнаружили, что большинство волн поглощается слоистыми карбонитридными максеновыми пленками. Это похоже на разницу между тем, чтобы выбрасывать мусор по дороге или собирать его - это в конечном итоге гораздо лучшее решение».
Благодаря этой поглощающей способности и ее врожденной тонкости по размерам, команда говорит, что карбонитрид титана может использоваться для индивидуальной упаковки компонентов в устройстве, предотвращая их взаимодействие друг с другом даже в непосредственной близости.
Исследование было опубликовано в журнале Science.
Источник: New Atlas / Drexel University via Phys.org
