У ери високих фреквенција 5Г и све већег броја антена, електромагнетно загађење је постало смртна пресуда за електронске уређаје. Традиционални метални заштитни поклопци су тешки и заузимају простор-, а угљеничне наноцеви су гурнуте на степен електромагнетне заштите. Међутим, инжењери за истраживање и развој увек сумњају: колико су ефикасне перформансе електромагнетне заштите угљеничних наноцеви? Могу ли заменити металне заштитне материјале? Неки се хвале да танак слој може да заштити 99,9% радијације, само да би открио да не може чак ни да спречи преслушавање унутар шасије. Ово никако није једноставна замена материјала, већ екстремна игра апсорпције и рефлексије између једнодимензионалне проводне мреже и тродимензионалних густих метала у микроталасном фреквенцијском опсегу. Данас ћемо уклонити концептуалне филтере и користити хардцоре податке да бисмо у потпуности открили електромагнетне заштитне картице ЦНТ-а.
1. Извор заштите: Колико су ефикасне перформансе електромагнетне заштите угљеничних наноцеви?
Угљеничне наноцеви показују веома високу ефикасност електромагнетне заштите у лаким композитним материјалима. Филмови или пластика специфичне дебљине могу постићи 40-60 дБ (заштићење 99,99% електромагнетних таласа), при чему језгро лежи у синергистичком механизму рефлексије, апсорпције и унутрашње вишеструке рефлексије.
Метална заштита се углавном ослања на површинску рефлексију високе електричне проводљивости. Зашто су перформансе електромагнетне заштите угљеничних наноцеви тако јаке? Зато што не само да рефлектују већ и „апсорбују“ таласе. Када електромагнетни таласи ударе у испреплетену тродимензионалну проводну мрежу ЦНТ-а, прво наилазе на рефлексију од зидова цеви високе проводљивости. Таласи који продиру проћи ће кроз безброј "унутрашњих вишеструких рефлексија" у лавиринту који формирају безбројне наноцеви. У исто време, електрони унутар угљеничних цеви осцилирају на високим фреквенцијама под микроталасним електричним пољем, претварајући електромагнетну енергију у расипање топлоте (губитак апсорпције). Овај двоструки механизам "рефлексија + апсорпција" омогућава изузетно танкој ЦНТ мрежи да постигне значајну ефективност заштите (СЕ).
| Класификација заштитних механизама | Метални заштитни поклопац (нпр. бакар/алуминијум) | Композитни филм/пластика од угљеничних наноцеви | Пропорција улога и опис карактеристика |
|---|---|---|---|
| Губитак рефлексије (Р) | Изузетно висока (густа површинска рефлексија електрона мора) | Средње{0}}високо (зависи од проводљивости мреже) | Механизам којим{0}} доминира метал, уз помоћ ЦНТ{1} |
| Губитак апсорпције (А) | Изузетно низак (ефекат коже је веома танак) | Екстремно висока (једнодимензионална мрежа вишеструко расипање) | Механизам којим доминира ЦНТ{0}, претварајући електромагнетну енергију у топлоту |
| Више унутрашњих рефлексија (М) | Скоро никакав (површина је превише глатка) | Значајно (сложено преламање између зидова цеви) | Ефекат унутрашњег лавиринта ЦНТ мреже |
| Укупна ефикасност заштите (дебљина 0,1 мм) | 60 - 80 дБ | 40 - 60 дБ | Мерило напредних материјала |
2. Дебата о замени: могу ли они у потпуности заменити металне заштитне материјале?
Угљеничне наноцеви не могу у потпуности заменити густе метале у свим сценаријима. Међутим, у специфичним сценаријима као што су „лакоћа, флексибилна савитљивост и отпорност на корозију“ (као што је флексибилна заштита екрана, шкољке дронова, проводљиви премази), они су већ постигли замену метала са смањењем димензионалности.
Могу ли угљеничне наноцеви заменити металне заштитне материјале? Ово се мора посматрати по сценарију. Упоређујући апсолутне вредности заштите са бакарном фолијом од 0,1 мм, ЦНТ се заиста не могу такмичити. Међутим, у многим модерним уређајима, метали су претешки, превише крути и превише склони оксидацији. На пример, заштитни део на шарки склопивог телефона се ломи када се савија, док ЦНТ филмови могу да издрже стотине хиљада савијања без губитка ефикасности заштите. Или узмите шкољке дронова од угљеничних влакана, које су првобитно не-проводљиве (без заштите). Додавање само мале количине ЦНТ-а претвара саму шкољку у заштитни слој без скоро никаквог повећања тежине. У овим сценаријима, ЦНТ не замењују метале, већ елиминишу мртве углове где метали не могу да раде.
| Заштита језгра и физички параметри | Густи метал (бакарна фолија/алуминијумска фолија) | Композитни материјал угљеничних наноцеви | Процена предности и недостатака замене |
|---|---|---|---|
| Апсолутна ефикасност заштите (30 ГХз) | >80 дБ | 40 - 60 дБ | Недостатак: За крајње -сметање и даље је потребан метал |
| Површинска густина (тежина) | Изузетно тежак (8,9 г/цм³) | Изузетно лаган (<1.5 g/cm³) | Предност: ЦНТ су око 6 пута лакши, чудо за смањење тежине |
| Флексибилност и отпорност на савијање | Изузетно лош (лако се стврдне и ломи) | Одлично (може издржати десетине хиљада савијања без слабљења) | Предност: Једино решење за носиве/склопиве дисплеје |
| Отпорност на корозију/оксидацију | Изузетно лош (лако оксидира, црни и пропада) | Одлична (сва-структура угљеника, хемијски инертна) | Предност: Дуготрајна{0}}заштита за поморску/хемијску опрему |
Референца података: Извештаји о испитивању електромагнетне заштите на макроскопским ЦНТ филмовима Центра за истраживање и развој нових материјала Схандонг Танфенг и Натуре Материалс.
3. Сурова стварност: Зашто ваша измерена вредност заштите увек пада далеко?
Кривац за нагли пад ефикасности електромагнетне заштите угљеничних наноцеви у макроскопским композитима је огроман контактни отпор између{0}}цеви и ломљење проводне мреже узроковано тврдом агломерацијом, која спречава електроне да реагују на високо-микроталасна електрична поља високе фреквенције.
Појединачне цеви имају невероватну проводљивост, али зашто заштитне фолије или проводне пластике које правите постижу само 10 дБ? Суштина електромагнетне заштите је интеракција између слободних електрона у материјалу и електромагнетних таласа. Ако су угљеничне наноцеви чврсто агломериране у матрици, или ако се цеви заиста нису преклапале једна са другом, електрони се не могу померати, а проводна мрежа је прекинута. Када микроталаси ударе, наилазе на гомилу изолационе пластике и сломљених угљеничних цеви, које не могу ни да рефлектују нити формирају унутрашњу апсорпцију вртложних струја, што резултира катастрофално лошом ефективношћу заштите.
| Стање дисперзије материјала | Интер{0}}отпор контакта у цевима | Карактеристике проводне мреже | Ефикасност заштите (СЕ) Перформансе | Боли производне линије |
|---|---|---|---|---|
| Идеално једно{0}}развлачење у једну цев | Екстремно ниска | Континуирана тродимензионална-мрежа од линије-до-лине | 40 - 60 дБ | Постоји само у теорији или{0}}у врхунској пасти |
| Конвенционални додатак сувог праха | Екстремно висока | Тешка агломерација, мрежа поломљена | <15 dB (almost no shielding) | Тешко се меша, храпава површина |
| Насилна ултразвучна дисперзија | Средње | Цеви поломљене, деградиране на{0}}контакт кратког домета | 20 - 30 дБ | Изузетно ниска ефикасност, не може се скалирати |
4. Пробој произвођача: Како Схандонг Танфенг пружа ултимативни заштитни потенцијал ЦНТ-а?
Избор произвођача извора као што је Схандонг Танфенг који овладава основним технологијама синтезе високе{0}}чистоће и пред-дисперзије је оптимално решење за превазилажење јаза између-отпорности на контакте у цевима и заиста остваривање врхунских перформанси електромагнетне заштите угљеничних наноцеви.
Пошто основни узрок лежи у отпорности на додир и тврдој агломерацији, решење је „висока чистоћа, дугачке цеви, права дисперзија“. Као професионални произвођач ЦНТ-а, Схандонг Танфенг Нев Материал Тецхнологи Цо., Лтд. отвара за вас електромагнетне заштитне канале од синтезе до дисперзије:
Ултра-пречишћавање високе чистоће спречава цурење:Преостали метални катализатори не само да повећавају локални отпор, већ и стварају ненормално загревање под микроталасима. Схандонг Танфенг користи специјализоване процесе пречишћавања да чврсто притисне остатке метала испод 20 ппм, елиминишући све дефекте мреже, максимизирајући макроскопску проводљивост и директно повећавајући губитак рефлексије.
Ултра-високи однос страница смањује отпорност на преклапање: 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. Дуге цеви могу брзо да формирају проводну мрежу која продире кроз цео матрикс при екстремно малим количинама додавања, омогућавајући слободним електронима да реагују на високо{1}}електромагнетна поља високе фреквенције без препрека.
Прилагођена пре{0}}распршена паста:Циљајући болну тачку агломерације сувог праха, Схандонг Танфенг обезбеђује пасте на бази НМП/воде-/посебних растварача унапред-. Кроз власничке процесе-ин ситу де-преплитања и-де-агломерације под високим притиском, снопови цеви су заиста одвојени од једне-цеви. Финоћа пасте Д90 је строго контролисана унутар 5 μм. Низводно, било да се ради о директном премазивању или мешању, ефективност заштите флексибилних заштитних филмова или проводне пластике може стално да пробије ознаку од 40 дБ.
Закључак
Враћајући се на основна питања: колико је ефикасан учинак електромагнетне заштитеугљеничне наноцеви? Могу ли заменити металне заштитне материјале? На трагу флексибилности, лагане тежине и отпорности на корозију, ЦНТ, захваљујући свом механизму „рефлексије + вишеструка апсорпција“, већ су причврстили гломазне метале, постајући -неопходни за следећу-генерацију високофреквентних-електронских уређаја. Међутим, у макроскопским апликацијама, контактни отпор између-цеви је кривац који убија перформансе. Ослањање на високу чистоћу, висок однос ширине и висине и пре-технологију пре{7}}дисперзије произвођача извора као што је Схандонг Танфенг да би се прешао јаз у проводљивости од микроскопске до макроскопске, једини је начин да угљеничне наноцеви заиста постану ултимативно оружје које нарушава еру традиционалног металног штита.