Hivi majuzi, Sun Rong na watafiti wengine wanaohusiana kutoka Taasisi ya Teknolojia ya Juu ya Shenzhen, Chuo cha Sayansi cha China walipendekeza mkakati rahisi wa matibabu ya joto wa hatua moja ili kuandaa vifaa vya povu vya melamine (CMF/rGO/Ag) vilivyopakwa fedha/grafini oksidi iliyopunguzwa. Nyenzo ya povu ya melamine iliyochanganywa na kaboni ilitoa sifa bora za kiufundi na athari bora ya kinga ya EMI (EMI SE).
Kuongezeka kwa mawasiliano ya 5G na simu mahiri kumezidisha tatizo la kuingiliwa na sumakuumeme.
Uingiliaji mkubwa wa sumakuumeme unaweza kusababisha upotezaji wa data, kushindwa kwa mfumo na hata kuhatarisha afya ya binadamu.
Uundaji wa nyenzo za utendakazi wa hali ya juu za kukinga uingiliaji wa sumakuumeme zenye msongamano wa chini kabisa na unyumbulifu mzuri wa kimitambo ni njia mwafaka ya kukandamiza uchafuzi hatari wa mawimbi ya kielektroniki au mionzi.
Kwa nyenzo za jadi za chuma, uboreshaji wa conductivity daima imekuwa mkakati wa msingi wa kufikia vifaa vya kinga vya juu vya utendaji.
Kwa kuongezea, nyenzo mpya kama vile graphene, nanotubes za kaboni, na MXene pia zimeripotiwa kuwa na utendaji wa juu wa kinga wa EMI.
Kwa sababu ya mchakato wa utengenezaji wa nanomaterials unaonyumbulika sana, nyenzo hizi huchakatwa kuwa povu au fomu ya filamu kwa ajili ya kulinda EMI. Ikilinganishwa na fomu yenye povu ya nanomaterials, filamu mnene zinaonyesha uboreshaji wa hali ya juu.
Uendeshaji wa hali ya juu unaweza kutoa moja kwa moja EMI SE ya juu kwa kuakisi kwa nguvu mawimbi ya sumakuumeme ya tukio.
Kwa mfano, mgawo wa kiakisi wa mawimbi ya sumakuumeme wa metali zinazopitisha hewa nyingi kwa kawaida huzidi 90%, ambayo ina maana kwamba 90% ya matukio ya mawimbi ya sumakuumeme yataakisiwa kwenye nafasi huru.
Mawimbi ya sumakuumeme yaliyoakisiwa yanaweza pia kusababisha uchafuzi mkubwa wa mionzi ya pili ya sumakuumeme. Bado ni changamoto kupata nyenzo za ulinzi wa EMI zenye utendakazi wa juu na mgawo wa uakisi wa wimbi la chini la kielektroniki.
Nyenzo za kinga za aina ya povu zinaundwa na muundo wa porous. Kwa sababu ya uzani wake mwepesi, mgandamizo mzuri wa kimitambo na utendakazi wa kukinga wa EMI unaoweza kubadilishwa, ina uwezo mkubwa wa kuchukua nafasi ya nyenzo za jadi za kuzuia chuma.
Hasa, muundo wa vinyweleo huwezesha nyenzo za kukinga za aina ya povu kuwa na maakisi mengi dhahiri juu ya tukio la mawimbi ya sumakuumeme, ili povu liweze kunyonya na kupunguza mawimbi ya sumakuumeme. Imeripotiwa kuwa muundo wa porous utaongeza ngozi ya mawimbi ya umeme na MXene.
Ikilinganishwa na nyenzo dhabiti, muundo wa vinyweleo una uwezo bora wa kulinganisha wa mawimbi ya sumakuumeme, na unaweza kufanya mawimbi ya sumakuumeme ya tukio kuingia katika muundo wa ndani wa povu inayokinga. Kwa hivyo, nyenzo za kukinga EMI zilizo na mgawo wa uakisi wa chini na mgawo wa juu wa ufyonzwaji unapaswa kuwa na ulinganifu mzuri wa kizuizi (akisi ya chini) na uakisi mwingi wa juu. Kwa mfano, miundo ya tabaka, miundo ya safu nyingi na miundo ya isotropiki imeandaliwa, na EMI SE ya juu na mgawo wa kunyonya. Kwa ujumla, miundo changamano na vipengele vingi mara nyingi huhusisha usindikaji wa hatua nyingi, na kubadilika kwa mitambo ni duni.
Povu ya polyimide iliyotiwa fedha ilitayarishwa kwa njia ya kunyunyizia dawa, na msongamano wake ulikuwa 23kg/m3. Povu ya melamini iliyopambwa kwa fedha ilitayarishwa kwa utuaji wa kemikali. Povu ya melamini iliyoandaliwa kwa fedha ina EMI ya juu SE ya 90 dB na maudhui ya fedha ya 63.5 wt%. Zaidi ya hayo, povu ya mseto ya polymethacrylimide iliyopakwa shaba/nikeli na nanoparticle ya dhahabu iliyofunikwa na nanofiber yenye msingi wa nanofiber sumakuumeme ya kukinga uingilizi wa mbinu ya uwekaji mchovyo elektroni pia inapendekezwa.
Hata hivyo, kwa sababu ya kutolingana kwa kiolesura cha asili kati ya chuma kigumu na fremu inayonyumbulika, nyenzo za kuzuia povu za chuma zilizotayarishwa kwa umwagaji wa kielektroniki, uchongaji usio na kielektroniki na kunyunyizia dawa zina sifa duni za kiufundi. Kuimarisha uunganisho kati ya chembe za chuma na mifupa ya povu inayoweza kunyumbulika na kutambua nyenzo za kuzuia povu za chuma na sifa bora za mitambo bado zimejaa changamoto.
Katika utafiti huu, mwandishi alipendekeza mkakati rahisi wa matibabu ya joto ya hatua moja ili kuandaa nyenzo nyepesi ya fedha/iliyopunguzwa ya graphene iliyopakwa melamini ya kaboni (CMF/rGO/Ag), ambayo ina sifa bora za kiufundi na athari Bora ya kukinga EMI (EMI SE). Kutokana na kiolesura kilichoimarishwa kati ya kiunzi cha mchanganyiko na fedha, povu la CMF/rGO/Ag lilionyesha uthabiti bora wa kimuundo baada ya mizunguko 1000 ya majaribio ya upakuaji wa upakiaji. Kwa kuongeza, EMI SE ya povu ilifikia 50.6 dB kwa msongamano wa 16 mg cm2 g-1 tu na maudhui ya Ag ya chini ya 0.09 vol%.
Jambo la kufurahisha ni kwamba ushirikiano wa mfumo wa vinyweleo na miingiliano mingi ilisababisha mgawo wa juu usio wa kawaida wa kunyonya (zaidi ya 0.5) wa povu la CMF/rGO/Ag. Utaratibu wa kulinda mgawo wa mgawo wa juu wa povu la CMF/rGO/Ag ulichunguzwa zaidi kwa uchanganuzi wa vipengele vyenye kikomo (FEA). Utendakazi bora wa kulinda EMI karibu na uwanja wa povu ya CMF/rGO/Ag inaonyesha kuwa povu ya chini-wiani, yenye nguvu ya CMF/rGO/Ag ina faida kubwa na matarajio mapana ya matumizi kama nyenzo za kinga za EMI kwa ufungashaji wa kielektroniki.