스위치 조작으로 전파 및 전자파 간섭 차단

[아름이]

스위치 조작으로 전파 및 전자파 간섭 차단
연구원들은 MXene 재료를 사용하여 전자파 차폐의 동적 제어를 보고합니다.
날짜:
2023년 1월 16일
원천:
드렉셀 대학교
요약:
연구원들은 스프레이 코팅으로 제조된 박막 장치를 개발했는데 스위치를 켜면 전자기 복사를 차단할 수 있습니다. MXenes라는 다용도 2차원 재료로 가능해진 혁신은 전자 장치의 성능을 조정하고 무선 연결을 강화하며 침입으로부터 모바일 통신을 보호할 수 있습니다.

Drexel University 공과대학의 연구원들은 스프레이 코팅으로 제조된 박막 장치를 개발했습니다. 이 장치는 스위치를 눌러 전자기 복사를 차단할 수 있습니다. MXenes라는 다용도 2차원 재료로 가능해진 혁신은 전자 장치의 성능을 조정하고 무선 연결을 강화하며 침입으로부터 모바일 통신을 보호할 수 있습니다.

유리 고고치(Yury Gogotsi) 박사(Distinguished University)와 드렉셀(Drexel) 공학 대학의 바흐(Bach) 교수가 이끄는 팀은 이전에 불과 10년 전에 발견된 2차원 적층 MXene 재료가 전해질 용액과 결합될 때 전자파에 대한 강력한 활성 차폐. Nature Nanotechnology 에 보고된 이 최신 MXene 발견 은 알카라인 배터리에서 생성되는 것보다 적은 작은 전압이 적용될 때 이 차폐가 어떻게 조정될 수 있는지 보여줍니다.

Gogotsi는 "전자파 재밍의 동적 제어는 기가헤르츠 주파수 및 다양한 기타 통신 기술에서 작동하는 전자 장치를 보호하기 위한 중요한 기술 과제였습니다."라고 말했습니다. "지난 10년 동안 산업 및 민간 부문에서 사용되는 무선 장치의 수가 엄청나게 증가함에 따라 이 문제의 시급성이 그에 따라 커졌습니다. 이것이 우리의 발견이 전자기 간섭의 영향을 동적으로 완화하는 이유입니다. 이러한 장치에 광범위한 영향을 미칠 수 있습니다."

MXene은 정전기, 피드백 또는 통신 장치의 성능 저하를 유발할 수 있는 마이크로파 방사선을 반사하는 데 완벽하게 적합하도록 전도성이 높다는 점에서 독특한 소재입니다. 통과할 파도.

즉, 장치 또는 전기 구성 요소의 얇은 코팅은 전자파 방출을 방지할 뿐만 아니라 다른 전자 장치에서 방출되는 전자파에 의해 침투되는 것을 방지합니다. 내부 및 외부 소스의 간섭 가능성을 제거하면 장치의 성능을 보장할 수 있지만 통신에 사용될 때 일부 파동이 나가고 들어갈 수 있어야 합니다.

Gogotsi는 "장치 내부와 주변에서 전자파의 썰물과 흐름을 제어할 수 없으면 물이 새는 수도꼭지와 같습니다. 실제로 물을 끄지 않고 계속 떨어지는 것은 좋지 않습니다."라고 말했습니다. "우리의 차폐는 배관이 단단하도록 보장합니다. 즉, 장치를 사용하기 전까지는 전자기 방사선이 새거나 들어오지 않습니다."

MXene의 차폐 특성의 양방향 조정 가능성을 도출하는 핵심은 이온의 흐름과 방출을 사용하여 아코디언과 같이 재료 레이어 사이의 공간을 번갈아 확장 및 압축하고 MXene의 표면 화학을 변경하는 것입니다.

필름에 작은 전압을 가하면 MXene 층 사이에 이온이 들어가거나 삽입되어 표면의 전하를 변경하고 정전기적 인력을 유도하여 층 간격, 전도도 및 재료의 차폐 효율을 변경하는 역할을 합니다. 이온이 디인터칼레이션되면 전류가 꺼지면서 MXene 레이어가 원래 상태로 돌아갑니다.

팀은 10가지 MXene-전해질 조합을 테스트했으며 각각 페인트 분무기를 통해 사람 머리카락보다 약 30~100배 더 얇은 층에 적용했습니다. 이 재료는 구리 및 강철과 같은 기존 금속에서는 불가능한 마이크로파 방사선 차단에서 차폐 효율의 동적 조정 가능성을 일관되게 보여주었습니다. 그리고 이 장치는 500회 이상의 충방전 주기를 통해 성능을 유지했습니다.

"이러한 결과는 MXene 필름이 MXenes의 전기화학적 산화에 의해 전자파 간섭 차폐에서 준전자파 전송으로 변환할 수 있음을 나타냅니다."라고 Gogotsi와 그의 공동 저자는 썼습니다. "MXene 필름은 잠재적으로 동적 EMI 차폐 스위치 역할을 할 수 있습니다."

보안 애플리케이션의 경우 Gogotsi는 MXene 차폐가 레이더 또는 기타 추적 시스템의 감지로부터 장치를 숨길 수 있다고 제안합니다. 팀은 또한 단방향 차폐 스위치의 잠재력을 테스트했습니다. 이렇게 하면 장치를 사용하기 위해 배포할 때까지 장치를 감지할 수 없고 무단 액세스로부터 보호할 수 있습니다.

Gogotsi는 "단방향 스위치는 보호 장치를 열고 신호를 보내거나 비상 시 또는 필요한 순간에 통신을 열 수 있도록 합니다."라고 말했습니다. "이는 통신 장비가 사용되기 전까지 영향을 받거나 변조되지 않도록 보호할 수 있음을 의미합니다. 예를 들어, 운송 또는 보관 중에 장치를 감싸고 사용할 준비가 되었을 때만 활성화할 수 있습니다."

Gogotsi 팀의 다음 단계는 추가 MXene-전해질 조합 및 메커니즘을 탐색하여 차폐를 미세 조정하여 전자파 전송의 더 강력한 변조와 다양한 대역폭에서 복사를 차단하는 동적 조정을 달성하는 것입니다.

출처 : https://www.sciencedaily.com/