von KeAi Communications Co.
Mit der rasanten Entwicklung der Mobilfunknetze der 5. Generation (5G) werden immer mehr elektronische Geräte eingesetzt, um den Lebensstandard der Menschen zu verbessern. Allerdings verursachen sie auch schwerwiegende elektromagnetische Störungen (EMI) und Strahlung, die den normalen Betrieb elektronischer und elektrischer Geräte sowie das tägliche Leben und die Gesundheit der Menschen beeinträchtigen.
In einem Rezension veröffentlicht In Fortschrittliche Nanokompositefasst eine Gruppe von Forschern aus China und Deutschland die Verarbeitungsmethoden und das Strukturdesign von Polymer/MXen-Verbundwerkstoffen sowie ihre Anwendungsaussichten im Bereich der elektromagnetischen Abschirmung zusammen.
Darüber hinaus beleuchten sie die aktuellen Herausforderungen, denen Polymer-/MXen-Nanokomposite bei EMI-Abschirmungsanwendungen gegenüberstehen, und liefern neue Ideen für die Entwicklung und das Design von leichten, leistungsstarken EMI-Abschirmmaterialien der nächsten Generation.
„Spezifische Verarbeitungswege können die Mikrostruktur von Verbundwerkstoffen stark beeinflussen, und unterschiedliche Strukturdesigns können die Leistung von Verbundwerkstoffen verbessern oder ihnen neue Funktionen verleihen“, erklärt der leitende und korrespondierende Autor der Studie, Xianhu Liu, Professor am National Engineering Research Center for Advanced Polymer Processing Technology der Universität Zhengzhou.
„Bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen muss unbedingt eine starke Grenzflächenbindung zwischen den MXene-Nanoschichten und der Polymermatrix sichergestellt werden, da dies die elektromagnetische Abschirmleistung und die Anwendungsstabilität des Nanokomposits erheblich beeinflusst.“
Liu fügte hinzu, dass Studien zur Herstellung von Polymer-/MXene-Filmen und -Schäumen mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften und Flexibilität daher ein Forschungsschwerpunkt sind. Darüber hinaus ist mit der Zunahme tragbarer Geräte in den letzten Jahren das Interesse an der Entwicklung gewebebasierter elektromagnetischer Abschirmfolien gestiegen.
„Neue Verarbeitungstechnologien haben in den letzten Jahren auch Innovationen bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen mit elektromagnetischer Abschirmung gebracht. Obwohl sich traditionelle Verarbeitungsverfahren (Schmelzmischen, Heißpressen, Rakelbeschichtung und Sprühen usw.) als erfolgreich für die Herstellung von Verbundwerkstoffen mit hervorragenden elektromagnetischen Abschirmeigenschaften erwiesen haben“, sagt Co-Autor Xin Wang vom Lehrstuhl für Polymerwerkstoffe der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg.
Insbesondere neue Technologien wie der 3D-Druck bieten viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Technologien, darunter die hochpräzise Herstellung komplexer Geometrien, maximale Materialeinsparungen, Designflexibilität und individuelle Anpassung.
„Angesichts der rasanten Entwicklung intelligenter Geräte können elektromagnetische Abschirmmaterialien mit nur einer Funktion die Bedürfnisse der Menschen nicht mehr erfüllen. Daher werden EMI-Abschirmmaterialien mit mehreren Funktionen, wie etwa Wärmeleitfähigkeit, Flammschutz, Selbstheilungseigenschaften und Sensorleistung usw., großartige Anwendungsaussichten haben“, schlussfolgert Erstautor Qingsen Gao.
„Wir glauben, dass Polymer/MXen-Nanokomposite eine neue Ära fortschrittlicher Materialien mit hervorragenden EMI-Abschirmeigenschaften einläuten werden. Wir hoffen, dass unsere Forschungsergebnisse die weitere Entwicklung von Polymer/MXen-Nanokompositen fördern können.“
Mehr Informationen:
Qingsen Gao et al., Übersicht über Polymer/MXen-Verbundstoffe für Anwendungen zur Abschirmung elektromagnetischer Interferenzen, Fortschrittliche Nanokomposite (2023). DOI: 10.1016/j.adna.2023.11.002
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