Huidige ontwikkelingsstatus en vooruitzichten van opkomende polymeer/MXene elektromagnetische afschermingscomposieten

Met de bloeiende ontwikkeling van mobiele netwerken van de vijfde generatie (5G) worden verschillende elektronische apparaten op grote schaal gebruikt om de levensstandaard van mensen te verbeteren. Ze veroorzaken echter ook ernstige elektromagnetische interferentie (EMI) en straling, waarvan bekend is dat ze de normale werking van elektronische en elektrische apparatuur beïnvloeden, evenals het dagelijks leven en de gezondheid van mensen.

In een recensie gepubliceerd in Geavanceerde nanocomposietenvat een groep onderzoekers uit China en Duitsland de verwerkingsmethoden en het structurele ontwerp van polymeer/MXene-composieten en hun toepassingsvooruitzichten op het gebied van elektromagnetische afscherming samen.

Bovendien benadrukken ze de huidige uitdagingen waarmee polymeer/MXene-nanocomposieten worden geconfronteerd bij EMI-afschermingstoepassingen en bieden ze nieuwe ideeën voor de ontwikkeling en het ontwerp van de volgende generatie lichtgewicht, hoogwaardige EMI-afschermingsmaterialen.

“Specifieke verwerkingsroutes kunnen de microstructuur van composieten sterk beïnvloeden, en verschillende structurele ontwerpen kunnen de prestaties van composietmaterialen verbeteren of ze nieuwe functies geven”, legt de senior en corresponderende auteur van de review, Xianhu Liu, een professor aan het National Engineering Research Center uit. voor geavanceerde polymeerverwerkingstechnologie aan de Zhengzhou Universiteit.

“Het is cruciaal om te zorgen voor een sterke interfacebinding tussen MXene-nanosheets en polymeermatrix tijdens de bereiding van composietmaterialen, wat de elektromagnetische afschermingsprestaties en de toepassingsstabiliteit van het nanocomposiet aanzienlijk zal beïnvloeden.”

Liu voegde eraan toe dat onderzoeken naar de bereiding van polymeer/MXeen-films en schuimen met uitstekende mechanische eigenschappen en flexibiliteit daarom een ​​onderzoekshotspot zijn. Bovendien is er, met de opkomst van draagbare apparaten in de afgelopen jaren, steeds meer belangstelling ontstaan ​​voor de ontwikkeling van op stof gebaseerde elektromagnetische afschermingsfilms.

“Nieuwe verwerkingstechnologieën hebben de afgelopen jaren ook innovaties gebracht bij de productie van elektromagnetische afschermende composieten. Hoewel is bewezen dat traditionele verwerking (smeltmengen, heetpersen, mescoaten en spuiten, enz.) met succes composietmaterialen met uitstekende elektromagnetische afschermingseigenschappen bereidt ”, zegt co-corresponderende auteur Xin Wang van het Institute of Polymer Materials van de Friedrich-Alexander-Universiteit Erlangen-Neurenberg.

Met name nieuwe technologieën zoals 3D-printen hebben veel voordelen ten opzichte van traditionele technologieën, waaronder uiterst nauwkeurige productie van complexe geometrieën, maximale materiaalbesparingen, ontwerpflexibiliteit en maatwerk.

“Met de snelle ontwikkeling van intelligente apparatuur kunnen elektromagnetische afschermingsmaterialen met één enkele functie niet voldoen aan de behoeften van de mens. Daarom zullen EMI-afschermingsmaterialen met meerdere functies geweldige toepassingsmogelijkheden hebben, zoals thermische geleidbaarheid, vlamvertraging en zelfgenezing. eigenschappen, en detectieprestaties, enz.”, besluit eerste auteur Qingsen Gao.

“Wij zijn van mening dat naar verwachting polymeer/MXene-nanocomposieten een nieuw tijdperk van geavanceerde materialen met uitstekende EMI-afschermingsmogelijkheden zullen inluiden. We hopen dat onze onderzoeksresultaten de verdere ontwikkeling van polymeer/MXene-nanocomposieten kunnen bevorderen.”