عملکرد محافظ الکترومغناطیسی نانولوله های کربنی چقدر موثر است؟

در عصر فرکانس‌های بالای 5G و آنتن‌های در حال تکثیر، آلودگی الکترومغناطیسی به حکم مرگ دستگاه‌های الکترونیکی تبدیل شده است. پوشش‌های محافظ فلزی سنتی سنگین و فضا را اشغال می‌کنند و نانولوله‌های کربنی به مرحله محافظ الکترومغناطیسی منتقل شده‌اند. با این حال، مهندسان تحقیق و توسعه همیشه شک دارند: عملکرد محافظ الکترومغناطیسی نانولوله‌های کربنی چقدر مؤثر است؟ آیا می توانند جایگزین مواد محافظ فلزی شوند؟ برخی به خود می بالند که یک لایه نازک می تواند 99.9 درصد از تشعشعات را محافظت کند، اما متوجه می شوند که حتی نمی تواند از تداخل در داخل شاسی جلوگیری کند. این به هیچ وجه یک جایگزین ساده مواد نیست، بلکه یک بازی شدید جذب و انعکاس بین یک-شبکه رسانای یک بعدی و فلزات متراکم سه بعدی در باند فرکانس مایکروویو است. امروز، ما فیلترهای مفهومی را حذف می کنیم و از داده های هاردکور برای آشکار کردن کامل کارت های محافظ الکترومغناطیسی CNT ها استفاده می کنیم.

1. منبع محافظ: عملکرد محافظ الکترومغناطیسی نانولوله های کربنی چقدر موثر است؟

نانولوله‌های کربنی در مواد کامپوزیتی سبک‌وزن، اثر حفاظت الکترومغناطیسی بسیار بالایی از خود نشان می‌دهند. فیلم‌ها یا پلاستیک‌هایی با ضخامت خاص می‌توانند به 40-60 دسی‌بل (حفاظ 99.99 درصد از امواج الکترومغناطیسی) برسند که هسته آن در مکانیسم هم‌افزایی بازتاب، جذب و بازتاب‌های چندگانه داخلی قرار دارد.

محافظ فلزی عمدتاً به بازتاب سطحی از رسانایی الکتریکی بالا متکی است. چرا عملکرد محافظ الکترومغناطیسی نانولوله های کربنی اینقدر قوی است؟ زیرا نه تنها امواج را منعکس می کنند بلکه "جذب" نیز می کنند. هنگامی که امواج الکترومغناطیسی به شبکه رسانای سه بعدی درهم تنیده CNT ها برخورد می کنند، ابتدا با انعکاس دیواره های لوله بسیار رسانا مواجه می شوند. امواجی که به آن نفوذ می کنند در پیچ و خم ایجاد شده توسط نانولوله های بی شماری تحت "بازتاب های متعدد داخلی" بی شماری قرار خواهند گرفت. در همان زمان، الکترون‌های داخل لوله‌های کربنی با فرکانس‌های بالا در زیر میدان الکتریکی مایکروویو نوسان می‌کنند و انرژی الکترومغناطیسی را به اتلاف گرما (اتلاف جذب) تبدیل می‌کنند. این مکانیسم دوگانه "بازتاب + جذب" به یک شبکه CNT بسیار نازک اجازه می دهد تا به اثربخشی محافظ قابل توجهی (SE) دست یابد.

2. بحث جایگزینی: آیا آنها می توانند به طور کامل جایگزین مواد محافظ فلزی شوند؟

نانولوله های کربنی نمی توانند به طور کامل جایگزین فلزات متراکم در همه حالات شوند. با این حال، در سناریوهای خاص مانند "سبک بودن، خم شدن انعطاف پذیر، و مقاومت در برابر خوردگی" (مانند محافظ صفحه نمایش انعطاف پذیر، پوسته های هواپیماهای بدون سرنشین، پوشش های رسانا)، آنها قبلاً به جایگزینی کاهش ابعاد فلزات دست یافته اند.

آیا نانولوله های کربنی می توانند جایگزین مواد محافظ فلزی شوند؟ این را باید سناریو دید. با مقایسه مقادیر محافظ مطلق با فویل مس 0.1 میلی متری، CNT ها در واقع نمی توانند رقابت کنند. با این حال، در بسیاری از دستگاه های مدرن، فلزات بسیار سنگین، بسیار سفت و سخت و بیش از حد مستعد اکسید شدن هستند. به عنوان مثال، قطعه محافظ در لولای یک تلفن تاشو هنگام خم شدن می شکند، در حالی که فیلم های CNT می توانند صدها هزار خم شدن را بدون از دست دادن کارایی محافظ تحمل کنند. یا پوسته‌های پهپاد فیبر کربنی را که در اصل نارسانا هستند (بدون محافظ) استفاده کنید. افزودن مقدار کمی از CNT ها، خود پوسته را به یک لایه محافظ بدون افزایش وزن تبدیل می کند. در این سناریوها، نانولوله‌های کربنی جایگزین فلزات نمی‌شوند، بلکه گوشه‌های مرده‌ای را که در آن فلزات نمی‌توانند عمل کنند، از بین می‌برند.

مرجع داده‌ها: مرکز تحقیق و توسعه کاربرد مواد جدید شاندونگ تانفنگ و گزارش‌های آزمایش محافظ الکترومغناطیسی مواد طبیعی بر روی فیلم‌های CNT ماکروسکوپی.

3. واقعیت خشن: چرا ارزش محافظتی اندازه گیری شده شما همیشه بسیار کوتاه است؟

مقصر افت شدید اثربخشی محافظ الکترومغناطیسی نانولوله های کربنی در کامپوزیت های ماکروسکوپی، مقاومت عظیم بین{0}}مقاومت تماس بین لوله ها و شکستگی شبکه رسانا ناشی از تجمع سخت است که از پاسخ دادن الکترون ها به میدان های الکتریکی فرکانس{{1} فرکانس بالا جلوگیری می کند.

لوله‌های مجزا رسانایی باورنکردنی دارند، اما چرا لایه‌های محافظ یا پلاستیک‌های رسانایی که شما می‌سازید تنها ۱۰ دسی‌بل دارند؟ ماهیت محافظ الکترومغناطیسی برهمکنش بین الکترون های آزاد موجود در مواد و امواج الکترومغناطیسی است. اگر نانولوله های کربنی به شدت در ماتریس آگلومره شده باشند، یا اگر لوله ها واقعاً با یکدیگر همپوشانی نداشته باشند، الکترون ها نمی توانند حرکت کنند و شبکه رسانا شکسته می شود. هنگامی که امواج مایکروویو برخورد می‌کنند، با دسته‌ای از پلاستیک عایق و لوله‌های کربن شکسته مواجه می‌شوند که نه می‌توانند منعکس کنند و نه جذب جریان گردابی داخلی را ایجاد کنند و در نتیجه اثر محافظتی بسیار ضعیفی دارند.

4. پیشرفت سازنده: شاندونگ تانفنگ چگونه پتانسیل محافظتی نهایی CNT ها را ارائه می دهد؟

انتخاب سازنده منبعی مانند شاندونگ تانفنگ که بر فن‌آوری‌های اصلی سنتز با خلوص بالا و پراکندگی پیش{1} تسلط داشته باشد، راه‌حل بهینه برای عبور از شکاف مقاومت تماس بین-لوله‌ای و تحقق واقعی عملکرد محافظ الکترومغناطیسی نهایی نانولوله‌های کربنی است.

از آنجایی که علت اصلی در مقاومت تماس و تجمع سخت است، راه حل "خلوص بالا، لوله های طولانی، پراکندگی واقعی" است. Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. به عنوان یک تولید کننده حرفه ای CNT، کانال های محافظ الکترومغناطیسی را از سنتز تا پراکندگی برای شما باز می کند:

تصفیه فوق العاده-با خلوص بالا از نشت جلوگیری می کند:کاتالیزورهای فلزی باقیمانده نه تنها مقاومت موضعی را افزایش می دهند، بلکه حرارت غیرعادی را در زیر امواج مایکروویو ایجاد می کنند. شاندونگ تانفنگ از فرآیندهای تصفیه تخصصی برای فشار دادن محکم بقایای فلزات زیر 20 پی پی ام استفاده می کند، تمام عیوب شبکه را از بین می برد، رسانایی ماکروسکوپی را به حداکثر می رساند و مستقیماً افت بازتاب را افزایش می دهد.

نسبت تصویر فوق العاده-مقاومت همپوشانی را کاهش می‌دهد: The fewer overlap points, the better the network conductivity. Through its self-developed catalytic system, Shandong Tanfeng mass-produces high-quality CNTs with aspect ratios >1500. لوله های بلند می توانند به سرعت یک شبکه رسانا تشکیل دهند که در کل ماتریس با مقادیر اضافه بسیار کم نفوذ می کند و به الکترون های آزاد اجازه می دهد بدون انسداد به میدان های الکترومغناطیسی با فرکانس بالا پاسخ دهند.

رب-پیش پراکنده سفارشی شده:شاندونگ تانفنگ با هدف قرار دادن نقطه درد تجمع پودر خشک، خمیرهای پیش پراکنده بر پایه NMP/آب{0}}بر پایه حلال/خاص- را ارائه می‌کند. از طریق فرآیندهای-درجای-درهم‌تنیدگی و{5}}فشار بالا-تراکم اختصاصی، دسته‌های لوله واقعاً یک لوله- جدا می‌شوند. ظرافت خمیر D90 به شدت در عرض 5 میکرومتر کنترل می شود. در پایین دست، چه برای پوشش مستقیم یا اختلاط، اثر محافظتی لایه‌های محافظ انعطاف‌پذیر یا پلاستیک‌های رسانا می‌تواند به طور پیوسته از علامت ۴۰ دسی‌بل عبور کند.

نتیجه گیری

بازگشت به سؤالات اصلی: عملکرد محافظ الکترومغناطیسی چقدر مؤثر استنانولوله های کربنی? آیا می توانند جایگزین مواد محافظ فلزی شوند؟ در مسیرهای انعطاف‌پذیری، سبک‌سازی، و مقاومت در برابر خوردگی، CNT‌ها به دلیل مکانیسم "بازتاب + جذب چندگانه" خود، فلزات حجیم را قبلاً می‌چسبانند و برای دستگاه‌های الکترونیکی با فرکانس بالا{{3} نسل بعدی باید-دارند. با این حال، در کاربردهای ماکروسکوپی، مقاومت تماس بین{5}}لوله ای مقصری است که عملکرد را از بین می برد. تکیه بر خلوص بالا، نسبت ابعاد بالا و فناوری‌های پراکندگی پیش{7} تولید کننده منبعی مانند شاندونگ تانفنگ برای عبور از شکاف رسانایی از میکروسکوپی به ماکروسکوپی، تنها راهی است که نانولوله‌های کربنی واقعاً به سلاح نهایی تبدیل می‌شوند که دوران سنتی محافظ فلز را مختل می‌کند.