美国德雷克塞尔大学和韩国科学技术研究院的合作研究团队发现一种新型MXene材料（碳氮化钛，Ti3CNTx）具有卓越的屏蔽能力，可以吸收电磁干扰（EMI），而不仅仅是偏转。
Ti3CNTx是德雷克塞尔大学MXenes二维材料家族之一。MXenes家族材料具有许多特殊的性能，包括高强度、高导电性和分子过滤能力等。新型MXenes材料Ti3CNTx的特殊特性是能比任何已知材料更有效地阻挡和吸收EMI，包括目前大多数电子设备中使用的金属箔。说明Ti3CNTx是一种比铜更好的屏蔽材料，其与电磁辐射的相互作用与块状金属不同。
EMI会使电气元件降低电气性能，减慢数据交换率，甚至会中断设备的功能。电子设计人员和工程师倾向于使用屏蔽材料来控制和偏转设备中的EMI，方法是用铜笼覆盖整个电路板，或者用箔屏蔽包裹单个元件，但这两种方法都会增加设备的体积和重量。
MXene材料比铜薄得多、轻得多，在EMI屏蔽方面相当有效。与研究人员四年前研究过碳化钛材料相比，Ti3CNTx具有非常相似的结构，除了其中一个用氮原子取代了一半的碳原子外，它们实际上是相同的，但碳化钛的导电性要差一个数量级。通过一系列的测试，研究团队发现：Ti3CNTx材料的薄膜实际上可以比类似厚度的铜箔更有效地阻挡EMI干扰约3-5倍。
大多数EMI屏蔽材料只是通过反射电磁波来阻止电磁波的穿透。虽然这对保护元件很有效，但并不能缓解环境中EMI传播的整体问题。Ti3CNTx实际上是通过吸收电磁波来阻挡EMI。Ti3CNTx可以用来单独涂覆设备内部的组件，以遏制它们的EMI。随着设备的小型化发展，这种方法很可能成为新的标准。研究人员认为Ti3CNTx的独特性是由于它的分层多孔结构，使EMI能够部分穿透材料，它的化学成分可以捕获和消散EMI。
研究团队一直在扩大研究范围，已经研究了16种不同MXenes材料的EMI屏蔽能力，约占其实验室生产的所有MXenes的一半。研究人员将继续对Ti3CNTx进行研究，以期更好地了解其独特的电磁行为。
相关研究工作发表在Science。
中科院武汉文献情报中心供稿
