Недавно су Сун Ронг и други сродни истраживачи из Шенжен института за напредну технологију Кинеске академије наука предложили једноставну стратегију термичке обраде у једном кораку за припрему лаганих карбонизованих меламинских (CMF/rGO/Ag) пенастих материјала обложених сребром/редукованим графен оксидом. Карбонизовани композитни меламински пенасти материјал пружио је одлична механичка својства и одличан ефекат заштите од електромагнетних сметњи (EMI SE).
Пораст 5Г комуникација и паметних телефона погоршао је проблем електромагнетних сметњи.
Озбиљне електромагнетне сметње могу узроковати губитак података, отказ система, па чак и угрозити здравље људи.
Развој материјала за заштиту од електромагнетних сметњи високих перформанси са ултра-ниском густином и добром механичком флексибилношћу је ефикасан начин за сузбијање штетног загађења електромагнетним таласима или зрачења.
За традиционалне металне материјале, побољшање проводљивости је одувек била примарна стратегија за постизање заштитних материјала високих перформанси.
Поред тога, нови наноматеријали као што су графен, угљеничне наноцеви и МКСене такође имају високе перформансе ЕМИ заштите.
Због веома флексибилног процеса производње наноматеријала, ови материјали се прерађују у форму пене или филма за ЕМИ заштиту. У поређењу са пенастим обликом наноматеријала, густи филмови показују већу проводљивост.
Висока проводљивост може директно да генерише висок ЕМИ СЕ тако што снажно рефлектује упадне електромагнетне таласе.
На пример, коефицијент рефлексије електромагнетних таласа метала високе проводљивости обично прелази 90%, што значи да ће се 90% упадних електромагнетних таласа рефлектовати у слободни простор.
Рефлектовани електромагнетни таласи такође могу изазвати озбиљно секундарно загађење електромагнетним зрачењем. Још увек је изазов добити ЕМИ заштитне материјале високих перформанси са ниским коефицијентом рефлексије електромагнетних таласа.
Заштитни материјал типа пене се састоји од порозне структуре. Због своје мале тежине, добре механичке компресије и подесивих перформанси ЕМИ заштите, има велики потенцијал у замени традиционалних крутих металних заштитних материјала.
Посебно, порозна структура омогућава заштитном материјалу типа пене да има очигледне вишеструке рефлексије на упадне електромагнетне таласе, тако да пена може да апсорбује и пригуши електромагнетне таласе. Пријављено је да ће порозна структура побољшати апсорпцију електромагнетних таласа од стране МКСене.
У поређењу са чврстим материјалима, порозна структура има бољу способност усклађивања импедансе електромагнетног таласа и може учинити да упадни електромагнетни таласи уђу у унутрашњу структуру заштитне пене. Према томе, ЕМИ заштитни материјали са ниским коефицијентом рефлексије и високим коефицијентом апсорпције треба да имају добро усклађивање импедансе (низак одраз) и високу вишеструку рефлексију. На пример, припремљене су слојевите структуре, вишеслојне структуре и изотропне структуре, са високим ЕМИ СЕ и коефицијентима апсорпције. Уопштено говорећи, сложене структуре и вишекомпоненте често укључују обраду у више корака, а механичка флексибилност је лоша.
Посребрена полиимидна пена је припремљена методом физичког прскања, а њена густина је била 23кг/м3. Посребрена меламинска пена је припремљена хемијским таложењем. Припремљена посребрена меламинска пена има ЕМИ висок СЕ од 90 дБ и садржај сребра од 63.5 теж%. Поред тога, такође је предложена метода електромагнетне заштите од електромагнетних сметњи на бази полимера на бази нановлакна обложеног бакром/никлом полиметакрилимидом и златним наночестицама.
Међутим, због инхерентне неусклађености интерфејса између чврстог метала и флексибилног оквира, материјали за заштиту од металне пене припремљени галванизацијом, електробезградњом и физичким прскањем имају лоша механичка својства. Побољшање везе између металних честица и флексибилног скелета од пене и реализација материјала за заштиту од металне пене са одличним механичким својствима и даље су пуни изазова.
У овој студији, аутор је предложио једноставну стратегију топлотног третмана у једном кораку за припрему лаганог сребра/редукованог графенског оксида обложеног карбонизованим меламином (ЦМФ/рГО/Аг) композитног материјала од пене, који има одличне механичке особине и одличан ефекат ЕМИ заштите (ЕМИ СЕ). Због побољшаног интерфејса између композитног оквира и сребра, ЦМФ/рГО/Аг пена је показала одличну структурну стабилност након 1000 циклуса испитивања компресије оптерећење-истовар. Поред тога, ЕМИ СЕ пене је достигао 50.6 дБ при густини од само 16 мг цм2 г-1 и ултра-ниском садржају Аг од 0.09 вол%.
Занимљиво је да је сарадња порозног оквира и вишеструких интерфејса резултирала необично високим коефицијентом апсорпције (преко 0.5) ЦМФ/рГО/Аг пене. Заштитни механизам са високим коефицијентом апсорпције ЦМФ/рГО/Аг пене даље је проучаван анализом коначних елемената (ФЕА). Одличне перформансе ЕМИ заштите у блиском пољу ЦМФ/рГО/Аг пене показују да јака ЦМФ/рГО/Аг пена ниске густине има велике предности и широке изгледе за примену као ЕМИ заштитни материјали за електронско паковање.