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镀涂快报丨MXene涂层智能织物可以防止可穿戴设备中的电磁干扰

   2020-12-16 530
核心提示:德雷克塞尔大学工程学院的研究人员报告说,涂有称为MXene的导电二维材料的织物在阻挡电磁波和潜在有害辐射方面非常有效。这一发
 德雷克塞尔大学工程学院的研究人员报告说,涂有称为MXene的导电二维材料的织物在阻挡电磁波和潜在有害辐射方面非常有效。这一发现是将技术能力融入服装和配饰的一项重要进展。

 

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Drexel工程学院的最新研究表明,在棉或亚麻织物上添加MXene涂层可以使其具有抗电磁干扰的能力。

阻止电磁波的材料在几年前就已经有了商业应用,当时人们担心高科技窃贼会扫描或复制信用卡,护照或侵入笔记本电脑,而非接触式汽车钥匙则将人们放在专用的钱包,袋子和受保护的口袋中。尽管报告表明这些担忧已被夸大,但随着越来越多的制造商将传感和通信技术整合到织物中,对此类纺织品的需求可能会增长。

它们也可以部署在国防组织中,以保护设备免受跟踪和黑客攻击,并保护人们免受强烈的微波辐射。根据最近的报道,这种微波辐射可能已被用来对付美国和加拿大的外交官。

"可穿戴设备将需要屏蔽移动设备经常产生的电磁干扰(EMI),并且屏蔽应作为服装的一部分进行集成,"杰出大学博士,Drexel的巴赫教授Yury Gogotsi说道,他最近领导了研究发表在材料科学杂志CARBON上。"一段时间以来,我们已经知道MXene具有比其他材料更好的阻挡电磁干扰的能力,但是这一发现表明,它可以有效地粘附到织物上并保持其独特的屏蔽能力。"

 

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"用于高效电磁干扰屏蔽的高导电性和可缩放性的Ti 3 C 2 T x涂层织物"结构组成与屏蔽效果。

干扰来自电子设备产生的残留电磁场。用户将其视为嗡嗡声,设备功能的缓慢或暂时停止。这是暂时的不便,但是随着移动设备和互联技术(包括可穿戴设备)的广泛使用,这些时刻变得越来越频繁。

根据Gogotsi的说法,改善这些设备的设计需要使用屏蔽材料来容纳设备产生的电磁场,并保护其免受其他设备产生的干扰。Gogotsi的团队近十年前首次生产并研究了导电二维MXene材料,该团队一直在测试MXene涂层的这种作用,并取得了可喜的成果。

Gogotsi说:" MXene非常适合用作屏蔽层,因为它们可以以喷涂,油墨或油漆的形式稳定生产,因此可以在不增加太多重量或占用更多空间的情况下应用于纺织品。" "我们还发现MXene屏蔽层可以吸收和反射电磁波,因此它不仅可以保护可穿戴设备和电子产品,还可以保护人们免受强电磁场的侵害。"

 

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事实证明,涂有MXene解决方案的棉或亚麻织物对阻止移动设备产生的电磁干扰有效率为99.9%。

研究人员的最新发现表明,在MXene溶液中浸涂常规棉或亚麻织物将使其变成同样强大的屏蔽材料-屏蔽EMI的效率超过99.9%。

悬浮在溶液中的MXene薄片由于带电荷而自然粘附在常规棉和亚麻织物中的纤维上。这样可产生彻底而持久的涂层,而无需进行前处理或后处理过程即可生产出大多数市售的导电纱线和织物。

作为研究的一部分,对MXene涂层的织物在正常条件下存放两年后进行了测试,结果表明屏蔽效率仅略有下降-大约10%。

Gogotsi研究小组的博士生Simge Uzun表示:"这项工作为目前的EMI屏蔽纺织品提供了大大改进的替代品。"作为她的博士课程的一部分,她进行了这项研究。" MXene涂层的织物不仅超过了商用金属涂层的织物的性能,而且可以通过在不进行额外处理或添加化学添加剂的情况下以水溶液形式涂布而可持续地生产。"


 
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