Une découverte récente par des chercheurs en science des matériaux du College of Engineering de l’Université de Drexel pourrait un jour empêcher les appareils et composants électroniques de se détraquer lorsqu’ils sont trop proches les uns des autres. Un revêtement spécial qu’ils ont développé, utilisant un type de matériau bidimensionnel appelé MXene, s’est avéré capable d’absorber et de répartir les champs électromagnétiques qui sont à l’origine du problème.
Le bourdonnement, la rétroaction ou la statique sont les manifestations perceptibles des interférences électromagnétiques, une collision des champs électromagnétiques générés par les appareils électroniques. Outre les sons, ce phénomène peut également diminuer les performances des appareils et entraîner des surchauffes et des dysfonctionnements s’il n’est pas contrôlé.
Alors que les chercheurs et les technologues ont progressivement réduit ce problème à chaque génération d’appareils, leur stratégie jusqu’à présent a consisté à envelopper les composants vitaux d’un blindage qui dévie les ondes électromagnétiques. Mais selon l’équipe Drexel, ce n’est pas une solution durable.
« Parce que le nombre d’appareils électroniques continuera de croître, la déviation des ondes électromagnétiques qu’ils produisent n’est vraiment qu’une solution à court terme », a déclaré Yury Gogotsi, PhD, Distinguished University et professeur Bach au College of Engineering, qui a dirigé la recherche. « Pour vraiment résoudre ce problème, nous devons développer des matériaux qui absorberont et dissiperont les interférences. Nous pensons avoir trouvé un tel matériau. »
Dans la récente édition de Rapports de cellule Sciences physiquesl’équipe de Gogotsi a rapporté que la combinaison de MXene, un matériau bidimensionnel découvert il y a plus de dix ans, avec un élément conducteur appelé vanadium dans une solution polymère, produit un revêtement capable d’absorber les ondes électromagnétiques.
Alors que les chercheurs ont précédemment démontré que les MXènes sont très efficaces pour éloigner les interférences électromagnétiques en les réfléchissant, l’ajout de carbure de vanadium dans une matrice polymère améliore deux caractéristiques clés du matériau qui améliorent ses performances de blindage.
Selon les chercheurs, l’ajout de vanadium à la structure du MXene – un matériau connu pour sa durabilité et ses propriétés de résistance à la corrosion, qui est utilisé dans les alliages d’acier pour les véhicules spatiaux et les réacteurs nucléaires – provoque la formation de couches de Mxene en une sorte de grille électrochimique qui est parfait pour piéger les ions. L’utilisation d’un polymère transparent aux micro-ondes rend le matériau également plus perméable aux ondes électromagnétiques.
Combinées, ces propriétés produisent un revêtement capable d’absorber, de piéger et de dissiper l’énergie des ondes électromagnétiques avec une efficacité supérieure à 90 %, selon la recherche.
« Remarquablement, la combinaison de polyuréthane, un polymère couramment utilisé dans la peinture murale courante, avec une infime quantité de charge MXene – environ une partie de MXene dans 50 parties de polyuréthane – peut absorber plus de 90 % des ondes électromagnétiques incidentes couvrant toute la bande du radar. fréquences – connues sous le nom de fréquences en bande X « , a déclaré Meikang Han, PhD, qui a participé à la recherche en tant que chercheur post-doctoral à Drexel. « Les ondes radio disparaissent simplement à l’intérieur du film composite MXene-polymère – bien sûr, rien ne disparaît complètement, l’énergie des ondes est transformée en une très petite quantité de chaleur qui est facilement dissipée par le matériau. »
Une fine couche de matériau MXene à base de vanadium – moins que la largeur d’un cheveu humain – pourrait rendre un matériau imperméable à toutes les ondes électromagnétiques dans le spectre de la bande X, qui comprend le rayonnement micro-ondes et est la fréquence la plus courante produite par dispositifs. Gogotsi prédit que ce développement pourrait être important pour les applications à enjeux élevés telles que les environnements médicaux et militaires lorsque le maintien des performances technologiques est crucial.
« Nos résultats montrent que les MXenes à base de vanadium pourraient jouer un rôle clé dans l’expansion de la technologie de l’Internet des objets et des communications 5G et 6G. » dit Gogotsi. « Cette étude fournit un nouveau directeur pour le développement de matériaux de protection contre les interférences électromagnétiques fins, hautement absorbants et à base de MXene. »
Source de l’histoire :
Matériel fourni par Université Drexel. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
