Eletrônica

Películas flexíveis e transparentes blindam contra interferência eletromagnética

Películas flexíveis e transparentes blindam contra interferência eletromagnética
Camadas atomicamente finas juntam-se para bloquear a radiação eletromagnética emitida por todos os aparelhos eletroeletrônicos. [Imagem: Andre Taylor]

Interferência eletromagnética

A interferência eletromagnética, que pode prejudicar não apenas o funcionamento dos aparelhos eletrônicos, mas também a saúde dos seres humanos, está aumentando com a proliferação explosiva dos mesmos aparelhos eletrônicos, que a geram sempre que funcionam.

O mercado de soluções para bloquear a radiação eletromagnética, que empregam materiais condutores ou magnéticos para blindar os aparelhos eletrônicos, deverá ultrapassar US$ 7 bilhões na virada da década.

Guo-Ming Weng e André Taylor, na Universidade de Nova York, nos EUA, esperam participar desse mercado oferecendo soluções melhores.

Eles usaram uma técnica inovadora para produzir filmes compósitos de custo relativamente baixo que se mostraram muito eficientes como bloqueadores de interferência eletromagnética.

Pulverização giratória

Os filmes foram fabricados com uma técnica de fabricação desenvolvida pela própria equipe, batizada de processamento camada por camada por pulverização giratória (spin-spray layer-by-layer).

O sistema emprega cabeças de pulverização (spray) montadas sobre um aplicador giratório que deposita monocamadas sequenciais, de espessura nanométrica, de compostos com cargas opostas, produzindo filmes de alta qualidade em uma fração tempo exigido pelos métodos tradicionais, como o revestimento por imersão (dip coating).

O processo permite formar películas flexíveis e virtualmente transparentes compreendendo centenas de camadas alternadas de nanotubos de carbono, um carbeto de titânio de carga oposta, chamado MXeno - uma família de flocos de metal duro projetado por Yuri Gogotsi, membro da equipe - e polieletrólitos.

Películas flexíveis e transparentes blindam contra interferência eletromagnética
As camadas são finas e quase totalmente transparentes. [Imagem: Guo-Ming Weng et al. - 10.1002/adfm.201803360]

Mxenos

Já se sabia que os Mxenos podiam bloquear sinais eletromagnéticos. Contudo, além da blindagem contra interferência eletromagnética, as características de carga conferem benefícios estruturais ao novo material. "Conforme trabalhamos para discernir os papéis que os diferentes componentes desempenham, descobrimos que a forte ligação eletrostática e de hidrogênio entre as camadas de nanotubos de carbono e MXenos de carga oposta conferem alta resistência e flexibilidade."

O MXeno tem o duplo benefício de ser tanto adsorvente (adere facilmente a uma superfície) quanto condutor, o que é importante para o bloqueio da interferência eletromagnética. "E como o filme em si é semitransparente, ele tem a vantagem de ser aplicável como blindagem eletromagnética em aparelhos como telas de smartphones. Outros tipos de blindagem - metal, por exemplo - são opacos. Blindar é bom, mas uma blindagem que permite que a luz visível passe é ainda melhor," disse Taylor.

Embora a pulverização giratória limite o tamanho dos componentes, em tese o sistema pode criar blindagens para aparelhos e componentes equivalentes em diâmetro aos wafers de 12 polegadas (30,48 cm de diâmetro), para os quais o revestimento rotativo é frequentemente empregado como mecanismo de revestimento na indústria de semicondutores.

Bibliografia:

Layer-by-Layer Assembly of Cross-Functional Semi-transparent MXene-Carbon Nanotubes Composite Films for Next-Generation Electromagnetic Interference Shielding
Guo-Ming Weng, Jinyang Li, Mohamed Alhabeb, Christopher Karpovich, Hang Wang, Jason Lipton, Kathleen Maleski, Jaemin Kong, Evyatar Shaulsky, Menachem Elimelech, Yury Gogotsi, André D. Taylor
Advanced Functional Materials
DOI: 10.1002/adfm.201803360




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