Con el auge de la electrónica portátil, Dispositivos de Internet de las cosas y más, Los revestimientos que bloquean la radiación electromagnética se están convirtiendo en una parte fundamental del proceso de fabricación. Andre ́ D. Taylor y Ph.D. El estudiante Jason Lipton ha ideado un forma rápida de hacer tales recubrimientos con carburos de metales de transición MXene 2D. Crédito:Escuela de Ingeniería NYU Tandon
La proliferación y miniaturización de la electrónica en dispositivos, Los implantes médicos portátiles y otras aplicaciones han hecho que las tecnologías para bloquear la interferencia electromagnética (EMI) sean especialmente importantes, al tiempo que hace que su implementación sea más desafiante. Si bien la EMI puede causar interrupciones en la comunicación en aplicaciones críticas, resultando en consecuencias potencialmente desastrosas, Los escudos EMI tradicionales requieren grandes espesores para ser efectivos, obstaculizando la flexibilidad del diseño.
Una solución reside en MXenes, una familia de carburos de metales de transición 2-D, nitruros, y los carbonitruros con potencial para bloquear las EMI demuestran una alta conductividad y excelentes propiedades de protección contra las EMI. La clave para la comercialización de estos materiales es la fabricación a escala industrial.
Un equipo de investigación de varias instituciones dirigido por Andre D. Taylor, El profesor de ingeniería química y biomolecular en la Escuela de Ingeniería Tandon de la Universidad de Nueva York demostró un enfoque novedoso para la fabricación de MXene que podría conducir a métodos para la producción a escala de películas independientes de MXene:fundición por gota sobre sustratos hidrófobos preestablecidos. Su método condujo a una mejora del 38% de la eficiencia del blindaje EMI en comparación con los métodos convencionales. La obra, "Escalable, Altamente conductivo, y películas MXene micropatronables para blindaje mejorado contra interferencias electromagnéticas "en la edición del primer aniversario de la publicación de Cell Press Importar, sugiere que las películas MXene con micropatrones, preparado utilizando un método que es escalable y permite un alto rendimiento, se puede utilizar fácilmente en blindaje EMI, almacen de energia, y aplicaciones optoelectrónicas.
El equipo, incluido el autor principal Jason Lipton, un doctorado candidato bajo la dirección de Taylor, así como a Elisa Riedo de NYU Tandon e investigadores de la Universidad de Drexel y el Laboratorio Nacional de Brookhaven, fundir dispersiones acuosas de nanohojas MXene (con la fórmula Ti 3 C 2 Tx) sobre sustratos de poliestireno hidrófobo y secarlos. Después de secar, las películas independientes resultantes se podrían despegar fácilmente, un método que demuestra una variedad de ventajas sobre el método convencional de filtración asistida por vacío con respecto a la eficiencia del tiempo, simplicidad de funcionamiento, y suavidad superficial.
Taylor dijo que la belleza del método de fundición por gota radica en su capacidad para permitir la modulación de patrones tridimensionales a escala micrométrica en la superficie de la película mediante la utilización de sustratos pre-estampados (como un disco de vinilo, embalaje retrorreflectante, y cinta retrorreflectante). Agregó que la investigación conduce a una producción más sostenible.
"Nuestro trabajo ilustra cómo las nanoflakes de MXene pueden fabricarse en películas independientes sin la necesidad de instrumentos complicados y que consumen energía".
Lipton agregó que un beneficio crítico del proceso es que permite un mejor control de la configuración de película delgada de Ti 3 C 2 Tx (incluido el tamaño lateral y el grosor).
"La sabiduría convencional para hacer películas MXene es que debe combinar un material hidrófilo con un sustrato hidrófilo para obtener una capa suave, ", dijo Lipton." Descubrimos que si, en cambio, intentas usar una superficie hidrofóbica, el resultado es simple, producción escalable de películas independientes porque los MXenes prefieren pegarse entre sí que interactuar con la superficie. Debido a que existen muchos plásticos microestructurados disponibles comercialmente, hay muchas opciones para hacer una película MXene con patrón 3D, y encontramos que elegir el patrón correcto puede mejorar dramáticamente la efectividad del blindaje EMI. Esto abre muchas oportunidades para estudiar diferentes compuestos MXene microestructurados para una amplia gama de aplicaciones "
"La prueba de concepto marca un paso esencial hacia la producción masiva de Ti 3 C 2 Tx films, que abre un lugar brillante para acelerar la comercialización de los productos MXene, "agregó Taylor.
