隨著電子和電路在許多不同的系統和裝置中變得越來越普遍，從蜂巢式手機、平板電腦，以及甚至是電視和網際網路電纜而來的電磁輻射量日益增加，導致電磁污染問題越來越嚴重。Drexel University材料科學與工程系與韓國科學與技術研究院(KIST)的研究人員合作，發現MXene的薄塗層在EMI保護方面比銅或鋁的效果更好。
MXene是一種極其輕薄的奈米材料，在阻擋與吸收電磁輻射的效果比銅或鋁更好，可望成為保護電子裝置的理想塗層。
根據發表這項測試結果的《科學》(Science)期刊，MXenes是結合金屬導電性和親水性表面的2D金屬碳化物和氮化物。以先前發現的MXene薄膜測試其不同的厚度，從微米到45微米不等，研究團隊發現，採用這種碳化鈦MXene製成的薄膜在阻擋EMI的效果比傳統採用銅或鋁罩或是金油墨塗層的保護方法更好。
材料的EMI屏蔽效果通常會隨其厚度增加而提高，而最薄的MXene薄膜屏蔽效果大約等於銅箔和鋁箔。而當使其厚度增加到8微米時，MXene薄膜則可為頻譜範圍從雷達到蜂巢式手機的裝置阻擋掉大約99.9999%的輻射頻率。而由MXene製造的45微米厚塗層，則提供了92分貝的屏蔽效率，研究人員說這在具有類似厚度的合成材料中表現最好。
目前的電磁保護材料為行動裝置增加了許多重量和體積，未來，透過使用MXene的薄塗層保護個別元件，可望突破這個限制 （來源：Drexel University）
針對塗層應用，極其需要這種超薄的材料。為了達到與45微米MXene塗層相同的性能，目前用於滿足商業屏蔽要求的碳-聚合物複合材料都必須超過1mm厚，但這對於厚度僅7mm的iPhone來說可能會太重以及太厚。
此外，塗層也必須具有良好的柔韌性與高導電性，因為這樣才能屏蔽任何形狀的表面。由於許多EMI都是經由小型電子裝置內部的元件所產生的，而這種材料也能屏蔽非常小型的元件。這種塗層還可以經由噴塗的方式施加在任何表面上。而在結合這種材料與聚合物，製造成複合塗層後，也不減其屏蔽的有效性，使其成為用於保護可穿戴式裝置的理想選擇。 其
MXene經由吸收與擷取各分層之間的輻射波，從而阻擋了電磁干擾 （來源：Drexel University）
MXene的原理是反射和吸收電磁波。有些材料可能從塗層的表面立即反射，其他的可能在通過後從材料的原子級薄層中失去能量。低能量的電磁波繼續從內層反射出來，直到在結構中完全被吸收。
研究人員表示，他們的下一步將是尋找對於更廣泛研究其他MXenes的支持，並從中選擇最好的屏蔽材料，厶伋在各種不同的裝置中進行測試。目前的測試結果是由美國國家科學基金會(NSF)贊助的MXene特性基礎研究的一部份。
編譯：Susan Hong
(參考原文：New Nanomaterial, MXene, Is the Best-Ever Protection Against Electromagnetic Inference，by Ann R. Thryft)
資料來源:電子工程專輯
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