अलीकडेच, चायनीज ॲकॅडमी ऑफ सायन्सेसच्या शेन्झेन इन्स्टिट्यूट ऑफ ॲडव्हान्स्ड टेक्नॉलॉजीमधील सन रोंग आणि इतर संबंधित संशोधकांनी, हलके सिल्व्हर/रिड्यूस्ड ग्राफीन ऑक्साईड लेपित कार्बनीकृत मेलामाइन (CMF/rGO/Ag) फोम मटेरियल तयार करण्यासाठी एक सोपी, एक-टप्प्याची उष्णता प्रक्रिया पद्धत प्रस्तावित केली. या कार्बनीकृत-संमिश्र मेलामाइन फोम मटेरियलने उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म आणि उत्कृष्ट EMI शिल्डिंग इफेक्ट (EMI SE) प्रदान केला.
५जी कम्युनिकेशन्स आणि स्मार्ट फोन्सच्या वाढीमुळे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंटरफेरन्सची समस्या वाढली आहे.
तीव्र इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेपामुळे डेटा नष्ट होऊ शकतो, सिस्टम बिघाड होऊ शकतो आणि मानवी आरोग्यालाही धोका निर्माण होऊ शकतो.
अत्यंत कमी घनता आणि चांगल्या यांत्रिक लवचिकतेसह उच्च-कार्यक्षमता असलेल्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंटरफेरन्स शील्डिंग मटेरियलचा विकास हा हानिकारक इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वेव्ह प्रदूषण किंवा रेडिएशन दाबण्याचा एक प्रभावी मार्ग आहे.
पारंपारिक धातूच्या साहित्यांसाठी, उच्च-कार्यक्षमता असलेल्या संरक्षणात्मक साहित्य साध्य करण्यासाठी चालकता सुधारणे ही नेहमीच प्राथमिक रणनीती राहिली आहे.
याव्यतिरिक्त, ग्राफीन, कार्बन नॅनोट्यूब आणि एमएक्सीन सारख्या नवीन नॅनोमटेरियलमध्ये उच्च ईएमआय शिल्डिंग कार्यक्षमता असल्याचे नोंदवले गेले आहे.
नॅनोमटेरियल्सच्या अत्यंत लवचिक उत्पादन प्रक्रियेमुळे, हे साहित्य ईएमआय शील्डिंगसाठी फोम किंवा फिल्म स्वरूपात प्रक्रिया केले जाते. नॅनोमटेरियल्सच्या फोम केलेल्या स्वरूपाच्या तुलनेत, दाट फिल्म्स जास्त चालकता प्रदर्शित करतात.
उच्च चालकता विद्युत चुंबकीय लहरींचे जोरदार परावर्तन करून थेट उच्च EMI SE निर्माण करू शकते.
उदाहरणार्थ, उच्च वाहक धातूंचा विद्युत चुंबकीय तरंग परावर्तन गुणांक सहसा ९०% पेक्षा जास्त असतो, याचा अर्थ असा की ९०% आपाती विद्युत चुंबकीय लाटा मोकळ्या जागेत परावर्तित होतील.
परावर्तित इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरी गंभीर दुय्यम इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशन प्रदूषण देखील कारणीभूत ठरू शकतात. कमी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वेव्ह रिफ्लेक्शन गुणांक असलेले उच्च-कार्यक्षमता असलेले EMI शिल्डिंग मटेरियल मिळवणे अजूनही एक आव्हान आहे.
फोम-प्रकारचे शिल्डिंग मटेरियल सच्छिद्र संरचनेपासून बनलेले आहे. त्याचे हलके वजन, चांगली यांत्रिक संकुचितता आणि समायोज्य EMI शिल्डिंग कामगिरीमुळे, पारंपारिक कठोर धातू शिल्डिंग मटेरियल बदलण्याची त्याची मोठी क्षमता आहे.
विशेषतः, सच्छिद्र रचना फोम-प्रकारच्या शिल्डिंग मटेरियलला विद्युत चुंबकीय लहरींवर स्पष्टपणे अनेक परावर्तने करण्यास सक्षम करते, ज्यामुळे फोम विद्युत चुंबकीय लहरी शोषून घेऊ शकतो आणि कमी करू शकतो. असे नोंदवले गेले आहे की सच्छिद्र रचना MXene द्वारे विद्युत चुंबकीय लहरींचे शोषण वाढवेल.
घन पदार्थांच्या तुलनेत, सच्छिद्र संरचनेत इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वेव्ह इम्पेडन्स जुळवण्याची क्षमता चांगली असते आणि त्यामुळे आकस्मिक इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लाटा शिल्डिंग फोमच्या अंतर्गत संरचनेत प्रवेश करू शकतात. म्हणून, कमी परावर्तन गुणांक आणि उच्च शोषण गुणांक असलेल्या EMI शिल्डिंग सामग्रीमध्ये चांगले प्रतिबाधा जुळणारे (कमी परावर्तन) आणि उच्च बहु परावर्तन असावे. उदाहरणार्थ, उच्च EMI SE आणि शोषण गुणांक असलेल्या स्तरित संरचना, बहु-स्तरीय संरचना आणि समस्थानिक संरचना तयार केल्या गेल्या आहेत. सर्वसाधारणपणे, जटिल संरचना आणि बहु-घटकांमध्ये बहुतेकदा बहु-चरण प्रक्रिया समाविष्ट असते आणि यांत्रिक लवचिकता कमी असते.
सिल्व्हर-प्लेटेड पॉलिमाइड फोम भौतिक फवारणी पद्धतीने तयार करण्यात आला होता आणि त्याची घनता २३ किलो/मीटर३ होती. सिल्व्हर-प्लेटेड मेलामाइन फोम रासायनिक निक्षेपणाने तयार करण्यात आला होता. तयार केलेल्या सिल्व्हर-प्लेटेड मेलामाइन फोममध्ये ९० डीबीचा उच्च ईएमआय एसई आणि ६३.५ वॅट% चांदीचे प्रमाण आहे. याव्यतिरिक्त, तांबे/निकेल लेपित पॉलीमेथाक्रिलाइमाइड हायब्रिड फोम आणि सोन्याच्या नॅनोपार्टिकल लेपित पॉलिमर-आधारित नॅनोफायबर इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंटरफेरन्स शील्डिंग इलेक्ट्रोलेस प्लेटिंग पद्धत देखील प्रस्तावित आहे.
तथापि, कठोर धातू आणि लवचिक फ्रेममधील अंतर्निहित इंटरफेस विसंगतीमुळे, इलेक्ट्रोप्लेटिंग, इलेक्ट्रोलेस प्लेटिंग आणि भौतिक फवारणीद्वारे तयार केलेल्या मेटल फोम शील्डिंग मटेरियलमध्ये खराब यांत्रिक गुणधर्म असतात. धातूचे कण आणि लवचिक फोम स्केलेटन यांच्यातील कनेक्शन वाढवणे आणि उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्मांसह मेटल फोम शील्डिंग मटेरियल साकार करणे अजूनही आव्हानांनी भरलेले आहे.
या अभ्यासात, लेखकाने हलके चांदी/कमी केलेले ग्राफीन ऑक्साईड लेपित कार्बनाइज्ड मेलामाइन (CMF/rGO/Ag) कंपोझिट फोम मटेरियल तयार करण्यासाठी एक साधी एक-चरण उष्णता उपचार रणनीती प्रस्तावित केली आहे, ज्यामध्ये उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म आणि उत्कृष्ट EMI शिल्डिंग इफेक्ट (EMI SE) आहे. कंपोझिट फ्रेमवर्क आणि सिल्व्हरमधील वर्धित इंटरफेसमुळे, CMF/rGO/Ag फोमने 1000 लोडिंग-अनलोडिंग कॉम्प्रेशन चाचणी चक्रांनंतर उत्कृष्ट संरचनात्मक स्थिरता दर्शविली. याव्यतिरिक्त, फोमचा EMI SE फक्त 50.6 mg cm16 g-2 च्या घनतेवर आणि 1 व्हॉल्यूम% च्या अल्ट्रा-लो Ag सामग्रीवर 0.09 dB पर्यंत पोहोचला.
मनोरंजक गोष्ट म्हणजे, सच्छिद्र फ्रेमवर्क आणि अनेक इंटरफेसच्या सहकार्यामुळे CMF/rGO/Ag फोमचा असामान्यपणे उच्च शोषण गुणांक (0.5 पेक्षा जास्त) झाला. CMF/rGO/Ag फोमच्या उच्च शोषण गुणांक शिल्डिंग यंत्रणेचा अधिक अभ्यास मर्यादित घटक विश्लेषण (FEA) द्वारे करण्यात आला. CMF/rGO/Ag फोमच्या उत्कृष्ट जवळ-क्षेत्र EMI शिल्डिंग कामगिरीवरून असे दिसून येते की कमी-घनता, मजबूत CMF/rGO/Ag फोमचे इलेक्ट्रॉनिक पॅकेजिंगसाठी EMI शिल्डिंग मटेरियल म्हणून मोठे फायदे आणि व्यापक अनुप्रयोग शक्यता आहेत.