Электромагнитные помехи могут быть серьезной проблемой для электронных устройств, поэтому экранирование обычно размещается вокруг их компонентов. Теперь инженеры из Университета Дрексела обнаружили, что двумерный материал под названием карбонитрид титана является превосходным экранирующим материалом благодаря своей способности поглощать, а не отражать электромагнитные волны.
Между такими распространенными технологиями, как радио, телевидение, Wi-Fi, Bluetooth и сотовые телефонные сети, электромагнитные сигналы находятся повсюду. При этом электронные устройства подвергаются сильным помехам, которые могут ослабить соединения, замедлить скорость передачи данных и в целом повлиять на работу устройств.
Чтобы предотвратить это, инженеры встраивают экранирующие материалы в устройства, окружающие жизненно важные компоненты. Они часто используют тонкопленочные металлические покрытия из меди, которые отражают ошибочные сигналы обратно. Несмотря на то, что они выполняют свою работу, эти материалы могут добавить ненужную массу к устройству.
В поисках экранирующих материалов с меньшими размерами исследователи Drexel наткнулись на карбонитрид титана. Он относится к классу двумерных материалов, называемых MXenes.
Ученые обнаружили, что листы карбонитрида титана, намного тоньше человеческого волоса, способны блокировать электромагнитные помехи в три-пять раз лучше, чем медная фольга.
Но материал оказался еще более полезным. Команда обнаружила, что карбонитрид титана фактически поглощает сигналы, а не отражает их обратно. Это означает, что они в конечном итоге снижают общий шум в окружающей среде.
«Это гораздо более устойчивый способ справиться с электромагнитным загрязнением, чем просто отражать волны, которые могут повредить другие устройства, которые не защищены», — говорит Канит Хантанасирисакул, автор исследования. «Мы обнаружили, что большинство волн поглощается слоистыми карбонитридными пленками MXene. Это похоже на разницу между выбрасыванием мусора с вашего пути или подбором его — последнее в конечном итоге гораздо лучшее решение».
Благодаря своей поглощающей способности и необычайной тонкости, карбонитрид титана может использоваться для индивидуальной упаковки компонентов в устройстве, предотвращая их взаимодействие друг с другом даже в непосредственной близости.
Исследование было опубликовано в журнале Science.