അടുത്തിടെ, ചൈനീസ് അക്കാദമി ഓഫ് സയൻസസിലെ ഷെൻഷെൻ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് അഡ്വാൻസ്ഡ് ടെക്നോളജിയിലെ സൺ റോങ്ങും മറ്റ് അനുബന്ധ ഗവേഷകരും ഭാരം കുറഞ്ഞ വെള്ളി/കുറച്ച ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് പൂശിയ കാർബണൈസ്ഡ് മെലാമൈൻ (CMF/rGO/Ag) നുര വസ്തുക്കൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിനുള്ള ലളിതമായ ഒരു ഒറ്റ-ഘട്ട താപ ചികിത്സാ തന്ത്രം നിർദ്ദേശിച്ചു. കാർബണൈസ്ഡ്-കോമ്പോസിറ്റ് മെലാമൈൻ ഫോം മെറ്റീരിയൽ മികച്ച മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളും മികച്ച EMI ഷീൽഡിംഗ് ഇഫക്റ്റും (EMI SE) നൽകി.
5G ആശയവിനിമയങ്ങളുടെയും സ്മാർട്ട് ഫോണുകളുടെയും ഉയർച്ച വൈദ്യുതകാന്തിക ഇടപെടലിന്റെ പ്രശ്നം കൂടുതൽ വഷളാക്കിയിരിക്കുന്നു.
ഗുരുതരമായ വൈദ്യുതകാന്തിക ഇടപെടൽ ഡാറ്റ നഷ്ടത്തിനും സിസ്റ്റം പരാജയത്തിനും കാരണമാകും, മാത്രമല്ല മനുഷ്യന്റെ ആരോഗ്യത്തിന് പോലും അപകടമുണ്ടാക്കും.
വളരെ കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയും നല്ല മെക്കാനിക്കൽ വഴക്കവുമുള്ള ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള വൈദ്യുതകാന്തിക ഇടപെടൽ സംരക്ഷണ വസ്തുക്കളുടെ വികസനം ദോഷകരമായ വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗ മലിനീകരണമോ വികിരണമോ അടിച്ചമർത്തുന്നതിനുള്ള ഒരു ഫലപ്രദമായ മാർഗമാണ്.
പരമ്പരാഗത ലോഹ വസ്തുക്കൾക്ക്, ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഷീൽഡിംഗ് വസ്തുക്കൾ നേടുന്നതിനുള്ള പ്രാഥമിക തന്ത്രം എല്ലായ്പ്പോഴും ചാലകത മെച്ചപ്പെടുത്തുക എന്നതാണ്.
കൂടാതെ, ഗ്രാഫീൻ, കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ, എംഎക്സീൻ തുടങ്ങിയ പുതിയ നാനോ മെറ്റീരിയലുകൾക്കും ഉയർന്ന ഇഎംഐ ഷീൽഡിംഗ് പ്രകടനം ഉള്ളതായി റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്.
നാനോ മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഉയർന്ന വഴക്കമുള്ള നിർമ്മാണ പ്രക്രിയ കാരണം, ഈ മെറ്റീരിയലുകൾ EMI ഷീൽഡിംഗിനായി ഫോം അല്ലെങ്കിൽ ഫിലിം രൂപത്തിലേക്ക് പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നു. നാനോ മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഫോംഡ് രൂപവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, സാന്ദ്രമായ ഫിലിമുകൾ ഉയർന്ന ചാലകത കാണിക്കുന്നു.
ഉയർന്ന ചാലകതയ്ക്ക്, സംഭവ വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളെ ശക്തമായി പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ നേരിട്ട് ഉയർന്ന EMI SE സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും.
ഉദാഹരണത്തിന്, ഉയർന്ന ചാലകതയുള്ള ലോഹങ്ങളുടെ വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗ പ്രതിഫലന ഗുണകം സാധാരണയായി 90% കവിയുന്നു, അതായത് 90% സംഭവ വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളും സ്വതന്ത്ര സ്ഥലത്തേക്ക് പ്രതിഫലിക്കും.
പ്രതിഫലിക്കുന്ന വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങൾ ഗുരുതരമായ ദ്വിതീയ വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണ മലിനീകരണത്തിനും കാരണമാകും. കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗ പ്രതിഫലന ഗുണകമുള്ള ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള EMI ഷീൽഡിംഗ് വസ്തുക്കൾ നേടുന്നത് ഇപ്പോഴും ഒരു വെല്ലുവിളിയാണ്.
ഫോം-ടൈപ്പ് ഷീൽഡിംഗ് മെറ്റീരിയൽ ഒരു സുഷിര ഘടന കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. ഭാരം കുറഞ്ഞത്, നല്ല മെക്കാനിക്കൽ കംപ്രസ്സബിലിറ്റി, ക്രമീകരിക്കാവുന്ന EMI ഷീൽഡിംഗ് പ്രകടനം എന്നിവ കാരണം, പരമ്പരാഗത കർക്കശമായ ലോഹ ഷീൽഡിംഗ് വസ്തുക്കൾ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്നതിൽ ഇതിന് വലിയ സാധ്യതയുണ്ട്.
പ്രത്യേകിച്ച്, സുഷിര ഘടന ഫോം-ടൈപ്പ് ഷീൽഡിംഗ് മെറ്റീരിയലിന് സംഭവ വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളിൽ വ്യക്തമായ ഒന്നിലധികം പ്രതിഫലനങ്ങൾ നൽകാൻ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു, അതുവഴി നുരയ്ക്ക് വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളെ ആഗിരണം ചെയ്യാനും ദുർബലപ്പെടുത്താനും കഴിയും. സുഷിര ഘടന MXene വഴി വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളുടെ ആഗിരണം വർദ്ധിപ്പിക്കുമെന്ന് റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്.
ഖര വസ്തുക്കളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, പോറസ് ഘടനയ്ക്ക് മികച്ച വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗ പ്രതിരോധ ശേഷിയുണ്ട്, കൂടാതെ സംഭവ വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളെ ഷീൽഡിംഗ് നുരയുടെ ആന്തരിക ഘടനയിലേക്ക് പ്രവേശിക്കാൻ കഴിയും. അതിനാൽ, കുറഞ്ഞ പ്രതിഫലന ഗുണകവും ഉയർന്ന ആഗിരണം ഗുണകവുമുള്ള EMI ഷീൽഡിംഗ് വസ്തുക്കൾക്ക് നല്ല പ്രതിരോധ പൊരുത്തവും (കുറഞ്ഞ പ്രതിഫലനം) ഉയർന്ന ഒന്നിലധികം പ്രതിഫലനവും ഉണ്ടായിരിക്കണം. ഉദാഹരണത്തിന്, ഉയർന്ന EMI SE, ആഗിരണം ഗുണകങ്ങൾ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ലെയേർഡ് ഘടനകൾ, മൾട്ടി-ലെയർ ഘടനകൾ, ഐസോട്രോപിക് ഘടനകൾ എന്നിവ തയ്യാറാക്കിയിട്ടുണ്ട്. സാധാരണയായി പറഞ്ഞാൽ, സങ്കീർണ്ണമായ ഘടനകളും മൾട്ടി-ഘടകങ്ങളും പലപ്പോഴും മൾട്ടി-സ്റ്റെപ്പ് പ്രോസസ്സിംഗ് ഉൾക്കൊള്ളുന്നു, കൂടാതെ മെക്കാനിക്കൽ വഴക്കം മോശമാണ്.
വെള്ളി പൂശിയ പോളിമൈഡ് നുരയെ ഫിസിക്കൽ സ്പ്രേയിംഗ് രീതിയിലൂടെയാണ് തയ്യാറാക്കിയത്, അതിന്റെ സാന്ദ്രത 23kg/m3 ആയിരുന്നു. വെള്ളി പൂശിയ മെലാമൈൻ നുരയെ രാസ നിക്ഷേപത്തിലൂടെയാണ് തയ്യാറാക്കിയത്. തയ്യാറാക്കിയ വെള്ളി പൂശിയ മെലാമൈൻ നുരയ്ക്ക് 90 dB യുടെ EMI ഉയർന്ന SE ഉം 63.5 wt സിൽവർ ഉള്ളടക്കവുമുണ്ട്. കൂടാതെ, ചെമ്പ്/നിക്കൽ പൂശിയ പോളിമെത്തക്രിലിമൈഡ് ഹൈബ്രിഡ് ഫോമും സ്വർണ്ണ നാനോപാർട്ടിക്കിൾ കോട്ട് ചെയ്ത പോളിമർ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള നാനോഫൈബർ ഇലക്ട്രോമാഗ്നറ്റിക് ഇന്റർഫറൻസ് ഷീൽഡിംഗ് ഇലക്ട്രോലെസ് പ്ലേറ്റിംഗ് രീതിയും നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്.
എന്നിരുന്നാലും, കർക്കശമായ ലോഹത്തിനും വഴക്കമുള്ള ഫ്രെയിമിനും ഇടയിലുള്ള അന്തർലീനമായ ഇന്റർഫേസ് പൊരുത്തക്കേട് കാരണം, ഇലക്ട്രോപ്ലേറ്റിംഗ്, ഇലക്ട്രോലെസ് പ്ലേറ്റിംഗ്, ഫിസിക്കൽ സ്പ്രേയിംഗ് എന്നിവയിലൂടെ തയ്യാറാക്കിയ മെറ്റൽ ഫോം ഷീൽഡിംഗ് മെറ്റീരിയലുകൾക്ക് മോശം മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളുണ്ട്. ലോഹ കണികകളും വഴക്കമുള്ള ഫോം അസ്ഥികൂടവും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതും മികച്ച മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളുള്ള മെറ്റൽ ഫോം ഷീൽഡിംഗ് മെറ്റീരിയലുകൾ തിരിച്ചറിയുന്നതും ഇപ്പോഴും വെല്ലുവിളികൾ നിറഞ്ഞതാണ്.
ഈ പഠനത്തിൽ, മികച്ച മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളും മികച്ച EMI ഷീൽഡിംഗ് ഇഫക്റ്റും (EMI SE) ഉള്ള, ഭാരം കുറഞ്ഞ വെള്ളി/കുറച്ച ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡ് പൂശിയ കാർബണൈസ്ഡ് മെലാമൈൻ (CMF/rGO/Ag) കോമ്പോസിറ്റ് ഫോം മെറ്റീരിയൽ തയ്യാറാക്കുന്നതിനുള്ള ലളിതമായ ഒരു ഒറ്റ-ഘട്ട താപ ചികിത്സാ തന്ത്രം രചയിതാവ് നിർദ്ദേശിച്ചു. കോമ്പോസിറ്റ് ഫ്രെയിംവർക്കിനും വെള്ളിക്കും ഇടയിലുള്ള മെച്ചപ്പെടുത്തിയ ഇന്റർഫേസ് കാരണം, 1000 ലോഡിംഗ്-അൺലോഡിംഗ് കംപ്രഷൻ ടെസ്റ്റ് സൈക്കിളുകൾക്ക് ശേഷം CMF/rGO/Ag ഫോം മികച്ച ഘടനാപരമായ സ്ഥിരത കാണിച്ചു. കൂടാതെ, 50.6 mg cm16 g-2 സാന്ദ്രതയിലും 1 vol% എന്ന അൾട്രാ-ലോ Ag ഉള്ളടക്കത്തിലും ഫോമിന്റെ EMI SE 0.09 dBയിലെത്തി.
രസകരമെന്നു പറയട്ടെ, പോറസ് ഫ്രെയിംവർക്കിന്റെയും ഒന്നിലധികം ഇന്റർഫേസുകളുടെയും സഹകരണം CMF/rGO/Ag നുരയുടെ അസാധാരണമാംവിധം ഉയർന്ന ആഗിരണം ഗുണകം (0.5 ൽ കൂടുതൽ) ഉണ്ടാക്കി. CMF/rGO/Ag നുരയുടെ ഉയർന്ന ആഗിരണം ഗുണകം ഷീൽഡിംഗ് സംവിധാനം പരിമിത മൂലക വിശകലനം (FEA) വഴി കൂടുതൽ പഠിച്ചു. CMF/rGO/Ag നുരയുടെ മികച്ച നിയർ-ഫീൽഡ് EMI ഷീൽഡിംഗ് പ്രകടനം, കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രത, ശക്തമായ CMF/rGO/Ag നുരയ്ക്ക് ഇലക്ട്രോണിക് പാക്കേജിംഗിനുള്ള EMI ഷീൽഡിംഗ് മെറ്റീരിയലുകളായി വലിയ ഗുണങ്ങളും വിശാലമായ പ്രയോഗ സാധ്യതകളും ഉണ്ടെന്ന് കാണിക്കുന്നു.