Forscher entwickeln Nanometer

15. April 2020

vom National Research Council of Science & Technology

Ein koreanisches Forschungsteam hat eine Technologie zur Herstellung eines ultradünnen Materials zur Abschirmung elektromagnetischer Störungen (EMI) entwickelt. Das Forschungsteam unter der Leitung von Koo Chong-Min, dem Leiter des Materials Architecturing Research Center am Korea Institute of Science and Technology (KIST, amtierender Präsident Yoon Seok-jin), gab bekannt, dass es einen ultradünnen, nanometerdicken Film entwickelt hat MXene, ein neues zweidimensionales Nanomaterial zur EMI-Abschirmung. Die Forschung wurde gemeinsam mit einem Team unter der Leitung von Professor Kim Sang-ouk vom Department of Materials Science and Engineering am Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST, Präsident: Shin Sung-chul) und einem Forschungsteam unter der Leitung von Professor Yury Gogotsi durchgeführt von der Drexel University.

Mikrometerdicke MXene-Filme mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, über die Koo Chong-min im Jahr 2016 berichtete, bieten eine hervorragende Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen. Es gibt jedoch keine Technologien, mit denen MXene direkt auf hochintegrierte elektronische Geräte wie 5G-Kommunikation und mobile Geräte angewendet werden könnte.

Das gemeinsame Forschungsteam von KIST-KAIST-Drexel nutzte eine Selbstorganisationstechnik, um einen ultradünnen MXene-Film mit gleichmäßiger Dicke im atomaren Maßstab herzustellen. Es wird berichtet, dass MXene-Filme eine außergewöhnliche absolute elektromagnetische Abschirmleistung (Abschirmwirkung im Verhältnis zu Dicke und Dichte) aufweisen, die weitaus größer ist als die aller anderen bisher gemeldeten Materialien.

Durch Zugabe einer flüchtigen Lösung auf die Oberfläche einer verdünnten MXene-Lösung konnte das Forschungsteam schwebende MXene-Flocken induzieren. Vertikale Konvektion, die aus Unterschieden in der Oberflächenspannung resultiert, führte zur Selbstorganisation der mikrometergroßen MXene-Flocken, wodurch ein großer, ultradünner MXene-Film mit gleichmäßiger Dicke im atomaren Maßstab entstand. Das Forschungsteam stellte fest, dass MXene-Filme mit einer Schichtdicke von 55 nm eine elektromagnetische Abschirmungseffizienz von 99 % bieten. Ultradünne MXene-Filme, die mit der neuen Technologie des Teams hergestellt wurden, können problemlos auf jedes Substrat übertragen und mehrfach geschichtet werden, um individuelle Dicke, Durchlässigkeit und Oberflächenwiderstand zu erzielen.

„Wir haben eine Selbstorganisationstechnik verwendet, um einen ultradünnen Ti3C2Tx MXene-Film mit gleichmäßiger Dicke im atomaren Maßstab herzustellen. Diese Technologie hat dazu beigetragen, den elektromagnetischen Abschirmungsmechanismus nanometerdicker 2D-Nanomaterialien zu untersuchen und eine Anwendungstechnologie für ultradünne elektromagnetische Abschirmung zu entwickeln.“ flexible Elektronik", sagte Koo Chong-Min, Leiter des Materials Architecturing Research Center am KIST. „Wir glauben, dass die ultradünn beschichtete MXene-Technologie auf verschiedene elektronische Geräte angewendet und für die Massenproduktion eingesetzt werden kann, wodurch die Forschung zur Anwendung leichter elektromagnetischer Abschirmung der nächsten Generation sowie flexibler und druckbarer Elektronik erleichtert wird.“

Mehr Informationen: Taeyeong Yun et al., Electromagnetic Shielding of Monolayer MXene Assemblies, Advanced Materials (2020). DOI: 10.1002/adma.201906769

Zeitschrifteninformationen:Fortgeschrittene Werkstoffe

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