Baru-baru ini, Sun Rong dan penyelidik berkaitan lain dari Institut Teknologi Termaju Shenzhen, Akademi Sains China mencadangkan strategi rawatan haba satu langkah yang mudah untuk menyediakan bahan buih melamin berkarbonat (CMF/rGO/Ag) bersalut perak/grafena oksida terkurang ringan. Bahan buih melamin komposit berkarbonat memberikan sifat mekanikal yang sangat baik dan kesan perisai EMI (EMI SE) yang sangat baik.
Kebangkitan komunikasi 5G dan telefon pintar telah memburukkan lagi masalah gangguan elektromagnet.
Gangguan elektromagnet yang teruk boleh menyebabkan kehilangan data, kegagalan sistem, malah membahayakan kesihatan manusia.
Pembangunan bahan pelindung gangguan elektromagnet berprestasi tinggi dengan ketumpatan ultra rendah dan fleksibiliti mekanikal yang baik merupakan cara yang berkesan untuk menyekat pencemaran gelombang elektromagnet atau radiasi yang berbahaya.
Bagi bahan logam tradisional, peningkatan kekonduksian sentiasa menjadi strategi utama untuk mencapai bahan perisai berprestasi tinggi.
Di samping itu, bahan nano baharu seperti grafena, nanotube karbon dan MXena juga telah dilaporkan mempunyai prestasi perisai EMI yang tinggi.
Disebabkan proses pembuatan nanobahan yang sangat fleksibel, bahan-bahan ini diproses menjadi bentuk buih atau filem untuk perisaian EMI. Berbanding dengan bentuk buih nanobahan, filem padat mempamerkan kekonduksian yang lebih tinggi.
Kekonduksian yang tinggi boleh menjana EMI SE yang tinggi secara langsung dengan memantulkan gelombang elektromagnetik datang dengan kuat.
Contohnya, pekali pantulan gelombang elektromagnet bagi logam yang sangat konduktif biasanya melebihi 90%, yang bermaksud 90% gelombang elektromagnet yang datang akan dipantulkan ke ruang bebas.
Gelombang elektromagnet yang dipantulkan juga boleh menyebabkan pencemaran sinaran elektromagnet sekunder yang serius. Masih menjadi cabaran untuk mendapatkan bahan pelindung EMI berprestasi tinggi dengan pekali pantulan gelombang elektromagnet yang rendah.
Bahan pelindung jenis buih ini terdiri daripada struktur berliang. Disebabkan oleh beratnya yang ringan, kebolehmampatan mekanikal yang baik dan prestasi pelindung EMI yang boleh laras, ia mempunyai potensi yang besar dalam menggantikan bahan pelindung logam tegar tradisional.
Khususnya, struktur berliang membolehkan bahan pelindung jenis buih mempunyai pelbagai pantulan yang jelas pada gelombang elektromagnet yang datang, supaya buih dapat menyerap dan melemahkan gelombang elektromagnet. Telah dilaporkan bahawa struktur berliang akan meningkatkan penyerapan gelombang elektromagnet oleh MXene.
Berbanding dengan bahan pepejal, struktur berliang mempunyai keupayaan pemadanan impedans gelombang elektromagnet yang lebih baik, dan boleh menyebabkan gelombang elektromagnet masuk ke dalam struktur dalaman busa pelindung. Oleh itu, bahan pelindung EMI dengan pekali pantulan rendah dan pekali penyerapan yang tinggi harus mempunyai pemadanan impedans yang baik (pantulan rendah) dan pantulan berganda yang tinggi. Contohnya, struktur berlapis, struktur berbilang lapisan dan struktur isotropik telah disediakan, dengan pekali EMI SE dan penyerapan yang tinggi. Secara amnya, struktur kompleks dan berbilang komponen sering melibatkan pemprosesan berbilang langkah, dan fleksibiliti mekanikal adalah lemah.
Buih polimida bersalut perak telah disediakan melalui kaedah semburan fizikal, dan ketumpatannya ialah 23kg/m3. Buih melamin bersalut perak telah disediakan melalui pemendapan kimia. Buih melamin bersalut perak yang disediakan mempunyai SE EMI yang tinggi iaitu 90 dB dan kandungan perak sebanyak 63.5% berat. Di samping itu, kaedah penyaduran tanpa elektromagnet perisai gangguan elektromagnet berasaskan gentian nano bersalut polimer dan nanogentian bersalut polimer bersalut nanopartikel emas juga dicadangkan.
Walau bagaimanapun, disebabkan oleh ketidakpadanan antara muka yang wujud antara logam tegar dan rangka fleksibel, bahan pelindung busa logam yang disediakan melalui penyaduran elektro, penyaduran tanpa elektro dan penyemburan fizikal mempunyai sifat mekanikal yang lemah. Meningkatkan hubungan antara zarah logam dan rangka busa fleksibel dan merealisasikan bahan pelindung busa logam dengan sifat mekanikal yang sangat baik masih penuh dengan cabaran.
Dalam kajian ini, penulis mencadangkan strategi rawatan haba satu langkah yang mudah untuk menyediakan bahan busa komposit melamin berkarbonat (CMF/rGO/Ag) bersalut perak/grafin oksida terkurang ringan, yang mempunyai sifat mekanikal yang sangat baik dan kesan perisai EMI yang sangat baik (EMI SE). Disebabkan antara muka yang dipertingkatkan antara rangka komposit dan perak, busa CMF/rGO/Ag menunjukkan kestabilan struktur yang sangat baik selepas 1000 kitaran ujian mampatan pemuatan-pemunggahan. Di samping itu, EMI SE busa mencapai 50.6 dB pada ketumpatan hanya 16 mg cm2 g-1 dan kandungan Ag ultra rendah iaitu 0.09 vol%.
Menariknya, kerjasama rangka kerja berliang dan pelbagai antara muka menghasilkan pekali penyerapan yang luar biasa tinggi (melebihi 0.5) bagi busa CMF/rGO/Ag. Mekanisme perisai pekali penyerapan tinggi bagi busa CMF/rGO/Ag dikaji lebih lanjut melalui analisis unsur terhingga (FEA). Prestasi perisai EMI medan dekat yang cemerlang bagi busa CMF/rGO/Ag menunjukkan bahawa busa CMF/rGO/Ag yang berketumpatan rendah dan kuat mempunyai kelebihan yang besar dan prospek aplikasi yang luas sebagai bahan perisai EMI untuk pembungkusan elektronik.