MXene塗層能阻擋可穿戴設備的電磁波和有害輻射

2020-12-22 電子發燒友

MXene塗層能阻擋可穿戴設備的電磁波和有害輻射

3xmaker合越智能 發表於 2020-12-14 10:45:20

德雷克塞爾大學工程學院的研究人員報告說，塗有稱為MXene的導電二維材料的織物在阻擋電磁波和潛在有害輻射方面非常有效。這一發現是將技術能力融入服裝和配飾的一項重要進展。

Drexel工程學院的最新研究表明，在棉或亞麻織物上添加MXene塗層可以使其具有抗電磁幹擾的能力。

阻止電磁波的材料在幾年前就已經有了商業應用，當時人們擔心高科技竊賊會掃描或複製信用卡，護照或侵入筆記本電腦，而非接觸式汽車鑰匙則將人們放在專用的錢包，袋子和受保護的口袋中。儘管報告表明這些擔憂已被誇大，但隨著越來越多的製造商將傳感和通信技術整合到織物中，對此類紡織品的需求可能會增長。

它們也可以部署在國防組織中，以保護設備免受跟蹤和黑客攻擊，並保護人們免受強烈的微波輻射。根據最近的報導，這種微波輻射可能已被用來對付美國和加拿大的外交官。

「可穿戴設備將需要屏蔽行動裝置經常產生的電磁幹擾（EMI），並且屏蔽應作為服裝的一部分進行集成，」傑出大學博士，Drexel的巴赫教授YuryGogotsi說道，他最近領導了研究發表在材料科學雜誌CARBON上。「一段時間以來，我們已經知道MXene具有比其他材料更好的阻擋電磁幹擾的能力，但是這一發現表明，它可以有效地粘附到織物上並保持其獨特的屏蔽能力。」

「用於高效電磁幹擾屏蔽的高導電性和可縮放性的Ti3C2Tx塗層織物」結構組成與屏蔽效果。

幹擾來自電子設備產生的殘留電磁場。用戶將其視為嗡嗡聲，設備功能的緩慢或暫時停止。這是暫時的不便，但是隨著行動裝置和互聯技術（包括可穿戴設備）的廣泛使用，這些時刻變得越來越頻繁。

根據Gogotsi的說法，改善這些設備的設計需要使用屏蔽材料來容納設備產生的電磁場，並保護其免受其他設備產生的幹擾。Gogotsi的團隊近十年前首次生產並研究了導電二維MXene材料，該團隊一直在測試MXene塗層的這種作用，並取得了可喜的成果。

Gogotsi說：「MXene非常適合用作屏蔽層，因為它們可以以噴塗，油墨或油漆的形式穩定生產，因此可以在不增加太多重量或佔用更多空間的情況下應用於紡織品。」「我們還發現MXene屏蔽層可以吸收和反射電磁波，因此它不僅可以保護可穿戴設備和電子產品，還可以保護人們免受強電磁場的侵害。」

事實證明，塗有MXene解決方案的棉或亞麻織物對阻止行動裝置產生的電磁幹擾有效率為99.9％。

研究人員的最新發現表明，在MXene溶液中浸塗常規棉或亞麻織物將使其變成同樣強大的屏蔽材料-屏蔽EMI的效率超過99.9％。

懸浮在溶液中的MXene薄片由於帶電荷而自然粘附在常規棉和亞麻織物中的纖維上。這樣可產生徹底而持久的塗層，而無需進行前處理或後處理過程即可生產出大多數市售的導電紗線和織物。

作為研究的一部分，對MXene塗層的織物在正常條件下存放兩年後進行了測試，結果表明屏蔽效率僅略有下降-大約10％。

Gogotsi研究小組的博士生SimgeUzun表示：「這項工作為目前的EMI屏蔽紡織品提供了大大改進的替代品。」作為她的博士課程的一部分，她進行了這項研究。「MXene塗層的織物不僅超過了商用金屬塗層的織物的性能，而且可以通過在不進行額外處理或添加化學添加劑的情況下以水溶液形式塗布而可持續地生產。」
責任編輯人：CC

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