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Materiais Avançados

Criada a blindagem eletromagnética mais leve do mundo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/07/2020

Criada a blindagem eletromagnética mais leve do mundo
O material é leve e flexível, ao contrário das blindagens metálicas usadas hoje.
[Imagem: Zhihui Zeng et al. - 10.1002/advs.202000979]

Interferência eletromagnética

A interferência eletromagnética sempre foi um problema para os aparelhos elétricos e eletrônicos - na verdade, um problema criado por eles próprios, mas que faz com que uns interfiram nos outros.

Para lidar com isso existem técnicas e materiais de blindagem que mantêm cada dispositivo o mais isolado possível das interferências espúrias.

Zhihui Zeng e seus colegas do Laboratório Federal Suíço de Ciência e Tecnologia dos Materiais (EMPA) criaram agora um material de blindagem contra interferências eletromagnéticas que, além de ser flexível, é muito mais leve do que as blindagens metálicas usadas hoje.

Zeng usou nanofibras de celulose para criar um aerogel, que é leve, poroso e flexível, adaptando-se facilmente a qualquer superfície, incluindo o interior irregular dos aparelhos eletroeletrônicos.

Quando o aerogel é embebido com uma solução de nanofios de prata, essas nanoestruturas metálicas espalham-se por seus poros, criando uma malha ultrafina que se mostrou uma blindagem excepcional contra ondas eletromagnéticas.

O efeito do material é impressionante: com uma densidade de apenas 1,7 miligramas por centímetro cúbico, o aerogel de celulose reforçado com prata atinge mais de 40 dB de blindagem na faixa de frequência da radiação de radar de alta resolução (8 a 12 GHz). Em outras palavras, praticamente toda a radiação nessa faixa de frequência é interceptada pelo material.

Criada a blindagem eletromagnética mais leve do mundo
O melhor efeito foi obtido usando nanoplacas de carbeto de titânio.
[Imagem: Zhihui Zeng et al. - 10.1002/advs.202000979]

Blindagem eletromagnética mais leve do mundo

Com os bons resultados obtidos com a prata, a equipe começou então a testar outros metais. Eles descobriram que usar carbeto de titânio produz resultados ainda melhores - na verdade, os melhores já obtidos até hoje.

Quando as nanofibras de celulose do aerogel são conectadas com nanoplacas bidimensionais de carbeto de titânio, essas nanoplacas funcionam como "tijolos" duros que são unidos pela "argamassa" das fibras de celulose. Em relação ao peso, nenhum outro material alcança o nível de blindagem obtido, colocando o aerogel de nanocelulose com carbeto de titânio como o material de blindagem eletromagnética mais leve do mundo.

Como o efeito obtido depende não apenas da mistura correta de celulose e metal, mas também da estrutura porosa do material, a equipe desenvolveu uma técnica de fabricação que permite direcionar o efeito de blindagem em direções espaciais determinadas. Por exemplo, se o material solidificar no molde de baixo para cima, o efeito de amortecimento eletromagnético será mais fraco na direção vertical e reforçado na direção horizontal, ou seja, perpendicular à direção de solidificação.

Bibliografia:

Artigo: Nanocellulose-MXene Biomimetic Aerogels with Orientation-Tunable Electromagnetic Interference Shielding Performance
Autores: Zhihui Zeng, Changxian Wang, Gilberto Siqueira, Daxin Han, Anja Huch, Sina Abdolhosseinzadeh, Jakob Heier, Frank Nüesch, Chuanfang (John) Zhang, Gustav Nyström
Revista: Advanced Science
DOI: 10.1002/advs.202000979

Artigo: Ultralight, Flexible, and Biomimetic Nanocellulose/Silver Nanowire Aerogels for Electromagnetic Interference Shielding
Autores: Zhihui Zeng, Tingting Wu, Daxin Han, Qun Ren, Gilberto Siqueira, Gustav Nyström
Revista: ACS Nano
DOI: 10.1021/acsnano.9b07452





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