Несколько лет назад материалы, которые блокируют электромагнитные волны, приобрели коммерческий характер, когда опасения, что высокотехнологичные воры могут сканировать или копировать кредитные карты, паспорта или взламывать ноутбуки и бесконтактные ключи от машины, заставляли людей складывать их в специальные кошельки, сумки и защищенные карманы. Хотя отчеты показывают, что эти опасения были преувеличены, спрос на этот вид текстиля, вероятно, будет расти, поскольку все больше производителей используют сенсорные и коммуникационные технологии в тканях.
Они также могут быть развернуты в организациях национальной обороны для защиты устройств от отслеживания и взлома и для защиты людей от сильного микроволнового излучения, которое, согласно недавним сообщениям, могло быть использовано против американских и канадских дипломатов.
«Носимым устройствам потребуется защита от электромагнитных помех (EMI), которые регулярно производятся мобильными устройствами, и это экранирование должно быть частью одежды», – сказал Юрий Гогоци, доктор философии, заслуженный университет и профессор Баха в Drexel, который недавно руководил исследованием. опубликовано в журнале материаловедения CARBON. «В течение некоторого времени мы знали, что MXene обладает способностью блокировать электромагнитные помехи лучше, чем другие материалы, но это открытие показывает, что он может эффективно прилипать к тканям и сохранять свои уникальные защитные свойства."
Помехи возникают из-за остаточных электромагнитных полей, создаваемых электронными устройствами. Пользователи замечают это как гудение, замедление или временную остановку работы устройства. Это временное неудобство, но такие моменты становятся все более частыми с расширением использования мобильных устройств и подключенных технологий, в том числе носимых.
Улучшение конструкции этих устройств, по словам Гогоци, влечет за собой использование экранирующего материала для сдерживания электромагнитного поля, генерируемого устройством, а также защиты его от помех, создаваемых другими устройствами. Команда Гогоци, которая впервые произвела и изучила проводящие двумерные материалы MXene почти десять лет назад, тестировала покрытия MXene на эту роль с многообещающими результатами.
«MXenes хорошо подходят для использования в качестве защиты, потому что их можно стабильно производить в виде аэрозольных покрытий, чернил или красок, поэтому их можно наносить на текстиль, не добавляя большого веса и не занимая больше места», – сказал Гогоци. «Мы также обнаружили, что экранирование MXene может поглощать и отражать электромагнитные волны, поэтому оно не защищает носимые устройства и электронные гаджеты, но также защищает людей от сильного электромагнитного поля."
Последнее открытие исследователей показывает, что нанесение покрытия на обычную хлопчатобумажную или льняную ткань в растворе MXene превратит ее в столь же грозный экранирующий материал, который блокирует электромагнитные помехи более чем на 99 единиц.9% эффективность.
Хлопья MXene, взвешенные в растворе, естественным образом прилипают к волокнам обычных хлопчатобумажных и льняных тканей из-за их электрического заряда. Это обеспечивает тщательное и прочное покрытие без необходимости в процессах предварительной или последующей обработки для производства большинства промышленных токопроводящих нитей и тканей.
В рамках исследования ткани с покрытием MXene были протестированы после хранения в нормальных условиях в течение двух лет, и они показали лишь небольшое снижение эффективности экранирования – примерно 10%.
«Эта работа представляет собой значительно улучшенную альтернативу существующим тканям для защиты от электромагнитных помех», – сказала Симге Узун, докторант исследовательской группы Гогоци, которая проводила это исследование в рамках своей докторской программы. «Ткани с покрытием MXene не только превосходят характеристики коммерческих тканей с металлическим покрытием, но и могут быть устойчиво производиться путем нанесения покрытия в виде водного раствора без дополнительной обработки или химических добавок."