Mxene biedt uitzonderlijke hoogfrequente EMI-afscherming

Een onderzoeksteam heeft de succesvolle synthese gerapporteerd van hoge zuiverheid, instelbare stikstof (N) -substitueerde max-voorlopers en de resulterende MXene tweedimensionale (2D) materialen-een eerste ter wereld.

De bevindingen werden gepubliceerd in Geavanceerde materialen.

MXenen zijn een klasse van 2D -nanomaterialen, samengesteld uit afwisselend metaal- en koolstoflagen, bekend om hun uitzonderlijke elektrische geleidbaarheid en veelzijdige chemisch ontwerppotentieel, waardoor ze het label van “Dream Materials” verdienen voor toekomstige toepassingen.

MXenen hebben met name de aandacht gekregen als ultrathijn, lichtgewicht elektromagnetische interferentie (EMI) Afschermingsmaterialen die in staat zijn signalen in het sub-terahertz (sub-THz) bereik te blokkeren. In tegenstelling tot traditionele metalen schilden, die zwaar zijn, vatbaar zijn voor corrosie, en prestatiedegradatie vertonen bij hoge frequenties, bieden MXenen superieure hoogfrequente afscherming met behoud van minimale dikte en gewicht.

Tot nu toe zijn de meeste mxenen gebaseerd op koolstof (C). Theoretische voorspellingen suggereerden echter dat het vervangen van N door C -atomen hun fysische en chemische eigenschappen verder zou kunnen verbeteren.

Uitdagingen in de synthese verhinderden realisatie, tot deze inspanning, gezamenlijk geleid door professor Soon-Yong Kwon van de Graduate School of Semiconductor Materials and Devices Engineering, en professoren Eunmi Choi en Gangil Byun van de afdeling Elektrotechniek, ontwikkeld met professor Gun-Do Lee bij SEOUL National University, die succesvolle titels in de SEOUS-universiteit heeft vervangen, een nieuwe titanorische Process, ontwikkelde een nieuwe Titanor Process. en produceerde mxene met recordhoge prestaties.

Opmerkelijk is dat de N-gesubstitueerde MXene-films, met een dikte van slechts een tiende die van een menselijk haar (ongeveer 5-10 micrometer), een elektrische geleidbaarheid van 35.000 s/cm vertonen-de hoogste gerapporteerde onder MXene-materialen tot nu toe. Dit vertaalt zich in uitzonderlijke EMI -afschermingsmogelijkheden.

Het nieuwe proces maakt nauwkeurige controle over de mate van N-substitutie mogelijk van 0% tot bijna 100%, met behoud van een structuur met één kristal zonder onzuiverheden. Deze afstembaarheid maakt de fijne aanpassing van de elektromagnetische eigenschappen van MXene mogelijk, waardoor elektromagnetische golfreflectie en absorptie voor verschillende toepassingen worden geoptimaliseerd.

Professor Kwon verklaarde: “N-gesubstitueerde MXenen vertegenwoordigen een baanbrekende vooruitgang in de volgende generatie elektromagnetische afschermingstechnologie. Ze hebben het potentieel om elektromagnetische interferentie over een breed scala aan velden te verminderen-van mobiele apparaten en automobiel- of ruimtevaart elektronische systemen tot geavanceerde communicatie-infrastructuur.”