我國科學家開發出新型超寬帶透明電磁防護材料

2020-07-24 中國科學院科技產業網

5G技術的發展將帶來更可靠和更低延時的信息交互，人機溝通將更為流暢與便捷，物聯網也將在日常生活、工業生產以及智慧城市的構建中發揮更重要的作用。

同時，通訊技術的革新會讓周圍的電磁環境變得更複雜，這對電磁防護材料，特別是對可見光透明的電磁防護材料提出了更高要求。

5G向具有更大帶寬、更高傳輸速度的毫米波技術發展的趨勢，對現有透明電磁防護材料體系在防護帶寬、工作波段、可見光透過率和電磁屏蔽效能等方面提出了更高要求、更大挑戰。

中國科學院寧波材料技術與工程研究所柔性光電材料研究團隊在前期超薄金屬研究基礎上，通過材料優化與結構設計創新，同時引入光學減反和法布裡-珀羅幹涉兩種機制，如圖1所示，在可見光波段獲得與襯底材料相接近的約為90%的峰值透過率，在10-40GHz的超寬頻域範圍內達到60dB左右的電磁屏蔽效能。

我國科學家開發出新型超寬帶透明電磁防護材料

圖1.可實現可見光550納米波長透過率接近90%和10-40GHz頻段電磁屏蔽效能達到60dB的透明電磁防護材料

當前，科研團隊致力於進一步提升其關鍵技術指標，並開展該材料的中試製備。完成從100mm×100mm的實驗室小樣至幅寬為600mm的中試技術驗證，如圖2所示，現已具備小批量供貨能力，其有效性及穩定性已在射頻器件應用中得到證實。

我國科學家開發出新型超寬帶透明電磁防護材料

圖2.(a) 實驗室製備的100mm×100mm小樣和 (b) 幅寬600mm的柔性透明電磁防護材料中試樣品

相關研究成果以Record-high transparent electromagnetic interference shielding achieved by simultaneous microwave Fabry–Pérot interference and optical antireflection為題，發表在ACS Applied Materials & Interfaces上。研究工作得到「十三五」裝備預研領域基金重點項目、國家自然科學基金面上項目等的支持，並得到合作單位國防科學技術大學在電磁兼容性測試方面的技術支持。

來源：寧波材料技術與工程研究所

相關焦點

  • 寧波材料所等開發出新型超寬帶透明電磁防護材料
    電磁幹擾（EMI）屏蔽材料可以防止暴露於RF輻射，但是其中大多數是不透明的。在這項工作中，本文並使用氧化物（SLSO）夾著的超薄銀層作為構造塊來製造和製造可見的透明EMI屏蔽材料。具有雙面SLSO（D-SLSO）結構的樣品在27.6 GHz時表現出最高的EMI屏蔽效率（SE），為70 dB（在4–40 GHz時平均> 62 dB），在27.6 GHz時的透射率接近90％。
  • 寧波研發「透明金屬」電磁防護材料
    本報訊（記者金鷺 通訊員高曉靜）隨著5G、物聯網等技術的飛速發展，人們周邊的電磁環境變得日益複雜，電磁防護的迫切性顯得尤為重要。昨日，中科院寧波材料所科研人員魯越暉向記者展示了一項最新應用研究成果：一種由納米金屬與塑料複合的「透明」電磁防護材料。
  • 寧波材料所研發出「透明金屬」,可屏蔽99.99%以上電磁幹擾
    ，電磁防護的迫切性顯得尤為重要。 今天，中科院寧波材料所科研人員魯越暉向記者展示了一項最新應用研究成果，一種由納米金屬與塑料複合的「透明」電磁防護材料。從肉眼上來看，這款材料在透光性上與普通透明玻璃、塑料等無差別，但能屏蔽99.9999%以上的電磁波幹擾，有望成為對抗電磁輻射的新型「武器」。
  • 智能太赫茲器件：可光控的超材料透明效應
    Chinese Optics Letters, 2020, 18(9): 092402太赫茲（THz）波為介於微波與紅外光之間、頻率位於 0.1 THz 到 10 THz 之間的電磁波，具有穿透性強和大帶寬等特點。開發調製範圍大、速度快的太赫茲元器件對促進太赫茲技術的發展具有十分重要的意義。
  • 智能太赫茲器件:可光控的超材料透明效應
    Chinese Optics Letters, 2020, 18(9): 092402太赫茲（THz）波為介於微波與紅外光之間、頻率位於 0.1 THz 到 10 THz 之間的電磁波，具有穿透性強和大帶寬等特點。開發調製範圍大、速度快的太赫茲元器件對促進太赫茲技術的發展具有十分重要的意義。
  • 你見過透明的金屬嗎?極其透明的金屬超材料!
    材料科學家們已經證明，儘管金屬是高度不透明，但密集排列的金屬納米顆粒陣列(按體積計金屬含量超過75%)在紅外輻射下比鍺等介質更透明。這種陣列可以形成有效的介質，在超寬帶波長範圍內幾乎沒有色散，從而設計出各種下一代基於超材料的光學設備。科學家可以通過改變納米顆粒的大小、形狀和間距來調整這些材料的局部折射率，從而設計出梯度折射率透鏡，引導和聚焦微觀尺度上的光。
  • 航天新型高性能材料大匯總及最新研究進展
    2011 年，美國洛馬公司開發了一種可用於衛星等太空飛行器的新型三維超材料天線，具有低能耗、質量輕、寬帶大、能量利用率高和價格便宜等優點，對降低太空飛行器的發射費用和結構質量具有重要作用。2012 年，印度國家技術研究所採用左手和右手結合的傳輸線型超材料設計了橢圓形零階諧振天線，目的是解決零階諧振天線工作頻帶帶寬比較窄的問題［27］。
  • 神奇的超材料——人工電磁結構材料
    Metamaterial(超材料)，其中拉丁語詞根「meta-」表示「超出、另類」等含義，因此一般文獻中給出人工電磁材料的定義是「具有天然材料所不具備的超常物理性質的人工複合結構或複合材料。」也就是大家津津樂道的「超材料」。
  • 寬帶太赫茲動態偏振控制的石墨烯可調諧多功能超材料
    然而，目前大多數器件的電磁響應完全依賴於幾何結構和參數，缺乏可調性，限制了其在實際工程中的進一步應用。如果能夠動態改變超材料的電磁特性，將開闢傳統設備無法提供的新應用。　　近年來，可調諧超材料的開發使得太赫茲偏振主動可控成為現實，電磁響應的控制主要通過電、機械、熱和光等外部刺激。在各種可調技術中，電氣控制是實際操作中最方便的方法之一。
  • 新型超材料:可用於太陽能電池和納米光學器件!
    筆者曾經介紹過有關超材料的一些研究案例，例如： 　　1）美國杜克大學科研人員首次設計出由超材料製成的紅外線發射裝置，它不僅能夠顯示出迅速變化的紅外線圖案，還可以利用廢熱。此外，這種可重構的超材料將有望應用於動態的紅外線光學隱身鬥篷，或者紅外線範圍內的負折射率介質。
  • 科學家發明新型透明材料可作太陽能發電(圖)
    導讀： 據國外媒體報導，美國洛斯阿拉莫斯實驗室和布魯克海文國家實驗室的科學家們發明了一種新型的透明材料來吸收太陽能，這一新的發明，有望在將來使整棟房子都可以利用太陽能發電。人們可能聽說過薄膜太陽能電池，但透明的材料做成的電池肯定沒聽過。
  • 我國成功研製新型電磁波穿透成像探測儀
    導讀可廣泛應用於建築、生物醫學、反恐、安檢的新型電磁波穿透成像探測儀，近日在國防科技大學成功研製，該探測儀能穿透非金屬介質，探測內部微小隱蔽物體並對物體成像，解析度達到2毫米，可廣泛應用於建築、生物醫學、反恐、安檢等領域。
  • 英國BAE系統公司發展出新穎超材料平面天線
    英國BAE系統公司通過產學合作發展出新穎超材料平面天線，可用於無人作戰飛機等軍機本文引用地址：http://www.eepw.com.cn
  • 杜克大學研製出可通過光動態調節的電介質超材料
    圓柱體的尺寸決定了可以與之發生相互作用的光的頻率，而光摻雜時「轟擊」圓柱體的角度則影響其如何操縱電磁波。通過有目的地設計這些細節，超材料可以用許多不同的方式控制電磁波。在這項研究中，矽圓柱體的尺寸被設計成可與太赫茲波（一種介於微波波段和紅外光波段之間的電磁波）相互作用。控制這種波長的光可以改善衛星之間的寬帶通信，或者改進一些安全技術，實現安檢衣服輕鬆掃描。
  • 科學家開發出太陽能電池用新型聚合物材料
    科學家開發出太陽能電池用新型聚合物材料 發布時間： 2020-05-09 11:46:50   來源：科技部  作者：
  • ...閱兵大部分新型武器運用了公司技術,自主研發高性能電磁材料...
    光啟技術：國慶閱兵大部分新型武器運用了公司技術，自主研發高性能電磁材料突破國外禁運
  • 超材料:我們另類的超級創造
    慢波結構是一種能使電磁波減速甚至停止的電磁超材料，不僅可應用於太陽能發電、高分辨紅外熱成像技術，還可應用於光緩存和深亞波長光波導，極大增強非線性效應，促進光電技術的發展。　　超材料透鏡是一種可實現高定向性輻射的電磁超材料，可用於製造先進的透鏡天線、新型龍伯透鏡、小型化相控陣天線、超解析度成像系統等。
  • 基於超材料的新型吸波材料及其天線隱身應用進展
    因此，研製更薄、更輕、頻帶更寬的新型吸波材料已成為當前的緊迫課題。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/259490.htm超材料（Metamaterial，MTM）是近年來電磁領域的研究熱點之一，其特點是具有亞波長的周期性單元結構。
  • 超材料的未來發展方向是什麼?
    可以說，超材料是繼高分子材料、納米材料之後材料領域又一重大突破，將對世界科技發展產生重要影響。超材料的基本設計思路是以某種具有特殊功能的人工結構為基礎，設計材料關鍵物理尺度的結構，以得到不受自然規律限制的天然材料不具有的超常功能。超材料類似於自然界中存在的晶體結構物質，通過原子的有序排列和有序調節，使得晶體材料顯示出一些無定型態所不具備的物理特徵。
  • 科學家開發出可製作隱身衣的超材料Meta-skin
    科學家開發出可製作隱身衣的超材料Meta-skin 發表時間：2016/3/14 近日美國愛荷華州立大學工程師研發了一種柔性、可伸縮的超材料Meta-skin，聲稱這種使用成排的小型液態金屬器件的超材料