在当今科技飞速发展的时代,韩国材料科学研究院近日传来重大喜讯。他们成功开发出世界首个能吸收各频段电磁波的超薄复合材料,为电磁波吸收屏蔽技术带来了革命性的进展。
这一突破性的成果无疑将对多个领域产生深远影响。新复合材料具备诸多令人瞩目的特点,其厚度不到 0.5 毫米,却有着强大的电磁波吸收能力,能够吸收超过 99% 的电磁波。反射率更是低至 1% 以下,吸收率超过 99%,在电磁波处理方面表现极为出色。
该材料可作用于多频段,包括 5G/6G、Wi-Fi 和自动驾驶汽车雷达等。这意味着它在现代通信和智能交通等领域有着广阔的应用前景。无论是高速的 5G/6G 通信网络,还是便捷的 Wi-Fi 连接,以及自动驾驶汽车雷达的精准探测,都能受益于这种新型复合材料。
此外,它还具有良好的柔韧性和耐用性。即使经过数千次弯折,依然能保持形状,这一特性使其非常适用于可折叠手机和可穿戴设备等新兴电子产品。对于追求轻薄便携和高性能的现代电子设备来说,这种材料无疑是一个重大突破。
韩国材料科学研究院的研究团队通过改变铁氧体晶体结构,合成了可选择性吸收特定频率的磁性材料。在此基础上,他们制造出超薄聚合物复合薄膜,并在背面加入导电图案以控制电磁波传播。通过调整导电图案形状,还能减少特定频率电磁波反射。同时,背面应用有高屏蔽性能的碳纳米管薄膜,进一步增强了电磁波屏蔽力。
高级研究员朴炳镇表示:“5G/6G 通信应用不断扩大,电磁波吸收和屏蔽材料的重要性日益增加。新材料有潜力提高智能手机和自动驾驶汽车雷达等无线通信设备的可靠性。”
这项研究成果由 KIMS 基础研究计划和国家科学技术研究委员会电磁解决方案综合研究组(SEIF)资助。论文发表在《先进功能材料》期刊,并在韩国注册专利,也在美国、中国等国家申请专利。新技术已技转多家韩国材料公司,并在通信设备和汽车等领域得到应用。
二、新材料的特点1. 超高吸收率韩国开发的这款超薄复合材料厚度不到 0.5 毫米,却展现出了惊人的电磁波吸收能力。它能够吸收超过 99% 的电磁波,反射率低于 1%。这一超高吸收率使得它在电磁波处理方面表现极为出色,远远超过传统的电磁屏蔽材料。传统材料大多采用反射方式,能反射 90% 以上的电磁波,实际吸光度只有 10% 左右。而这款新型复合材料的出现,为电磁波吸收屏蔽技术带来了革命性的突破。
2. 多频段适用该材料可作用于多个频段,包括 5G/6G、Wi-Fi 和自动驾驶汽车雷达等。在现代通信和智能交通等领域,不同的设备使用不同的频段,而这款新材料能够覆盖这些多频段,为各种设备提供了有效的电磁波吸收和屏蔽解决方案。无论是高速的 5G/6G 通信网络,还是便捷的 Wi-Fi 连接,以及自动驾驶汽车雷达的精准探测,都能受益于这种新型复合材料。它的多频段适用性,打破了传统材料通常仅限于吸收单个频段电磁波的局限。
3. 良好的柔韧性和耐用性这款新材料不仅在吸收率和多频段适用方面表现出色,还具有良好的柔韧性和耐用性。即使经过数千次弯折,依然能保持形状,这一特性使其非常适用于可折叠手机和可穿戴设备等新兴电子产品。在现代科技追求轻薄便携和高性能的趋势下,这种材料无疑为电子设备的发展提供了新的可能性。研究团队通过改变铁氧体的晶体结构,合成了一种磁性材料,使其能够选择性地吸收所需频率的电磁波。在此基础上,制造出超薄聚合物复合薄膜,并在背面加入导电图案来控制电磁波的传播。通过调整导电图案的形状,可以显著降低特定频率的电磁波反射。同时,背面应用有高屏蔽性能的碳纳米管薄膜,进一步增强了材料的电磁波屏蔽能力。
三、技术原理韩国材料科学研究院的研究团队在开发可吸收全频段电磁波的超薄复合材料时,采用了独特的技术原理。
首先,通过改变铁氧体晶体结构,合成了可选择性吸收特定频率的磁性材料。铁氧体是一种具有磁性的陶瓷材料,其晶体结构的改变可以调整材料对不同频率电磁波的吸收特性。这种磁性材料能够针对特定频率的电磁波进行有针对性的吸收,为实现全频段电磁波吸收奠定了基础。
在此基础上,研究团队制造出超薄聚合物复合薄膜。这种薄膜的厚度不到 0.5 毫米,具有良好的柔韧性和耐用性。其制造过程可能借鉴了类似《高结晶度超薄聚合物薄膜及其制备方法.pdf》中提到的方法,通过将聚合物材料溶于有机溶剂中制备聚合物前驱液,然后滴加至特定表面铺展成膜,并在一定环境中静置使其结晶成高结晶度超薄聚合物薄膜。这种超薄聚合物复合薄膜在电磁波吸收中起到了关键作用。
为了控制电磁波传播,研究团队在薄膜背面加入导电图案。通过调整导电图案的形状,可以减少特定频率电磁波的反射。这一过程类似于调整电路中的电阻、电容等元件来控制电流的流动,导电图案在这里起到了调控电磁波传播路径的作用。
背面还应用了高屏蔽性能的碳纳米管薄膜。碳纳米管具有优异的导电性和机械性能,能够进一步增强电磁波屏蔽力。
四、应用前景1. 提升电子设备性能韩国开发的可吸收全频段电磁波的超薄复合材料,为电子设备性能的提升带来了新的可能。对于智能手机来说,该材料能够有效减少电磁波干扰,提高信号接收的稳定性和通话质量。在可穿戴设备中,它可以增强设备与智能手机等其他设备的连接稳定性,为用户提供更好的使用体验。而对于自动驾驶汽车雷达,这种材料能够提高雷达的精准度,增强自动驾驶系统的安全性和可靠性。
2. 解决电波干扰问题在当今电子设备密集的环境中,电波干扰问题日益严重。韩国的这款新型复合材料有望成为解决这一问题的关键。它能够吸收超过 99% 的电磁波,极大地减少了电磁波的反射,从而降低了不同电子设备之间的干扰。无论是在家庭、办公室还是公共场所,都能为人们提供更加稳定的电子设备使用环境。
3. 为折叠设备提供新可能随着科技的不断进步,折叠手机和可穿戴设备等新兴电子产品越来越受到人们的关注。韩国开发的超薄复合材料具有良好的柔韧性和耐用性,即使经过数千次弯折也能保持形状,这为折叠设备的发展提供了新的可能性。这种材料可以应用于折叠手机的屏幕和机身,有效减少电磁波干扰,提高设备的性能和稳定性。同时,在可穿戴设备中,它也能够为设备提供更好的电磁波屏蔽效果,增强设备的可靠性和耐用性。