Неодамна, Сун Ронг и други сродни истражувачи од Шенженскиот институт за напредна технологија, Кинеската академија на науките, предложија едноставна стратегија за термичка обработка во еден чекор за подготовка на лесни пенисти материјали од карбонизиран меламин (CMF/rGO/Ag) обложени со сребро/редуциран графен оксид. Пенестиот материјал од карбонизиран композитен меламин обезбеди одлични механички својства и одличен ефект на заштита од електромагнетни влијанија (EMI SE).
Подемот на 5G комуникациите и паметните телефони го влошија проблемот со електромагнетните пречки.
Тешките електромагнетни пречки може да предизвикаат загуба на податоци, дефект на системот, па дури и да го загрозат здравјето на луѓето.
Развојот на материјали за заштита од електромагнетни пречки со високи перформанси со ултра ниска густина и добра механичка флексибилност е ефикасен начин за потиснување на загадувањето или зрачењето од штетните електромагнетни бранови.
За традиционалните метални материјали, подобрувањето на спроводливоста отсекогаш била примарна стратегија за постигнување заштитни материјали со високи перформанси.
Дополнително, пријавено е дека новите наноматеријали како што се графен, јаглеродни наноцевки и MXene имаат високи EMI заштитни перформанси.
Поради високо флексибилниот процес на производство на наноматеријали, овие материјали се обработуваат во форма на пена или филм за заштита од EMI. Во споредба со пената форма на наноматеријали, густите филмови покажуваат поголема спроводливост.
Високата спроводливост може директно да генерира висока EMI SE со силно одразување на инцидентните електромагнетни бранови.
На пример, коефициентот на рефлексија на електромагнетниот бран на високопроводливи метали обично надминува 90%, што значи дека 90% од инцидентните електромагнетни бранови ќе се рефлектираат во слободен простор.
Рефлектираните електромагнетни бранови може да предизвикаат и сериозно секундарно загадување со електромагнетно зрачење. Сè уште е предизвик да се добијат EMI заштитни материјали со високи перформанси со низок коефициент на рефлексија на електромагнетни бранови.
Заштитниот материјал од типот на пена е составен од порозна структура. Поради малата тежина, добрата механичка компресибилност и прилагодливите перформанси на EMI заштитниот простор, има голем потенцијал да ги замени традиционалните цврсти метални заштитни материјали.
Особено, порозната структура му овозможува на заштитниот материјал од типот на пена да има очигледни повеќекратни рефлексии на инцидентните електромагнетни бранови, така што пената може да ги апсорбира и ослабува електромагнетните бранови. Пријавено е дека порозната структура ќе ја подобри апсорпцијата на електромагнетните бранови од MXene.
Во споредба со цврстите материјали, порозната структура има подобра способност за совпаѓање на импедансата на електромагнетниот бран и може да направи инцидентни електромагнетни бранови да влезат во внатрешната структура на заштитната пена. Затоа, EMI заштитните материјали со низок коефициент на рефлексија и висок коефициент на апсорпција треба да имаат добро усогласување на импедансата (ниска рефлексија) и висока повеќекратна рефлексија. На пример, подготвени се слоевити структури, повеќеслојни структури и изотропни структури, со високи EMI SE и коефициенти на апсорпција. Општо земено, сложените структури и повеќекомпонентите често вклучуваат обработка во повеќе чекори, а механичката флексибилност е слаба.
Полиимидната пена обложена со сребро е подготвена со физичко прскање, а нејзината густина изнесувала 23 кг/м3. Сребрената меламинска пена беше подготвена со хемиско таложење. Подготвената посребрена меламинска пена има EMI висок SE од 90 dB и содржина на сребро од 63.5 wt%. Дополнително, предложен е и метод на хибридна полиметакрилимидна пена обложена со бакар/никел и нано-честички обложена со златни наночестички електромагнетни електромагнетни пречки за заштита на методот на позлата.
Меѓутоа, поради вроденото несовпаѓање на интерфејсот помеѓу крутиот метал и флексибилната рамка, материјалите за заштита од метална пена подготвени со галванизација, електрично позлата и физичко прскање имаат лоши механички својства. Подобрувањето на врската помеѓу металните честички и скелетот со флексибилна пена и реализацијата на материјалите за заштита од метална пена со одлични механички својства сè уште се полни со предизвици.
Во оваа студија, авторот предложи едноставна стратегија за термичка обработка во еден чекор за подготовка на лесен материјал од пена со карбонизиран меламин (CMF/rGO/Ag) обложен со лесно сребро/редуциран графен оксид (CMF/rGO/Ag), кој има одлични механички својства и одличен заштитен ефект на EMI (EMI SE). Поради подобрениот интерфејс помеѓу композитната рамка и среброто, CMF/rGO/Ag пената покажа одлична структурна стабилност по 1000 циклуси за тестирање на компресија на товарење-растовар. Дополнително, EMI SE на пената достигна 50.6 dB при густина од само 16 mg cm2 g-1 и ултра ниска содржина на Ag од 0.09 vol%.
Интересно, соработката на порозната рамка и повеќекратните интерфејси резултираа со невообичаено висок коефициент на апсорпција (над 0.5) на CMF/rGO/Ag пената. Заштитниот механизам за висок коефициент на апсорпција на CMF/rGO/Ag пената беше дополнително проучен со анализа на конечни елементи (FEA). Одличните перформанси за заштита на EMI во близина на поле на CMF/rGO/Ag пената покажуваат дека пената со мала густина и силна CMF/rGO/Ag има големи предности и широки можности за примена како EMI заштитни материјали за електронско пакување.