Un descubrimiento reciente realizado por científicos de materiales de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Drexel puede evitar que los dispositivos y componentes electrónicos se confundan cuando se acercan demasiado.
Un recubrimiento especial que desarrollaron utiliza una clase de materiales bidimensionales llamados MXenes que han demostrado ser capaces de absorber y dispersar los campos electromagnéticos que causan el problema.
Los zumbidos, la retroalimentación o la estática son signos reveladores de interferencia electromagnética, la colisión de campos electromagnéticos generados por equipos electrónicos. Este fenómeno no solo es audible, sino que, si no se controla, puede provocar un rendimiento deficiente del dispositivo, sobrecalentamiento y mal funcionamiento.
Los investigadores e ingenieros han mitigado gradualmente este problema con cada generación de dispositivos, pero la estrategia hasta ahora ha sido cubrir los componentes críticos con escudos que desvían las ondas electromagnéticas. Pero según el equipo de Drexel, esta no es una solución sostenible.
“A medida que la cantidad de dispositivos electrónicos continúa creciendo, desviar las ondas electromagnéticas que generan es realmente solo una solución a corto plazo”, dijo Bach, profesor de ingeniería en una destacada universidad que dirigió la investigación, dice el Dr. Yury Gogotsi. “Para resolver verdaderamente este problema, necesitamos desarrollar un material que absorba y disipe la interferencia. Creo que hemos encontrado ese material”.
en ediciones recientes informe celular ciencia físicaEl equipo de Gogotsi informó que combinó MXene, un material bidimensional descubierto hace más de una década, con un elemento conductor llamado vanadio en una solución de polímero para producir un recubrimiento que puede absorber ondas electromagnéticas.
Los investigadores han demostrado previamente que los MXenes son muy efectivos para prevenir la interferencia electromagnética al reflejarla, pero la adición de carburo de vanadio a la matriz del polímero revela dos propiedades importantes del material: se fortalece y se mejora el rendimiento del escudo.
Según los investigadores, agregar vanadio a la estructura MXene (un material conocido por su durabilidad y resistencia a la corrosión y utilizado en aceros aleados en naves espaciales y reactores nucleares) convierte una capa de Mxene en una especie de rejilla electroquímica. Ideal para atrapar iones. Mediante el uso de un polímero transparente a las microondas, también se mejora la permeabilidad a las ondas electromagnéticas del material.
Los estudios han demostrado que estas propiedades se combinan para producir recubrimientos que pueden absorber, atrapar y disipar la energía electromagnética con una eficiencia superior al 90 %.
“Sorprendentemente, la combinación de poliuretano, un polímero común que se usa en las pinturas comunes para paredes, con una pequeña cantidad de relleno MXene (aproximadamente 1 parte de MXene por 50 partes de poliuretano) cubre toda la banda del radar. Puede absorber más del 90 % de las ondas electromagnéticas incidentes. en las frecuencias, conocidas como frecuencias de banda X”, dijo el Dr. Meikang Han, quien participó en el estudio como investigador postdoctoral en Drexel. “Las ondas de radio desaparecen dentro de la película compuesta de MXene-polímero. Por supuesto, nada desaparece por completo. La energía de la onda se convierte en una cantidad muy pequeña de calor que el material disipa fácilmente”.
Una fina capa de material MXene a base de vanadio (más pequeña que el ancho de un cabello humano) puede hacer que el material sea impermeable a las ondas electromagnéticas en el espectro de banda X, incluida la radiación de microondas. dispositivo. Gogotsi predice que este desarrollo podría ser importante para aplicaciones de alto riesgo, como entornos médicos y militares, donde mantener el rendimiento técnico es fundamental.
“Nuestros resultados muestran que los MXenes basados en vanadio pueden desempeñar un papel importante en la expansión de la tecnología del Internet de las cosas y las comunicaciones 5G y 6G”, dijo Gogozi. “Este estudio apunta a una nueva dirección en el desarrollo de materiales de protección contra interferencias electromagnéticas basados en MXene delgados y altamente absorbentes”.
Fuente de la historia:
material proporcionado por Universidad de Drexel. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.