Одно из решений заключается в MXenes, семействе двумерных карбидов, нитридов и карбонитридов переходных металлов с потенциалом блокирования EMI, демонстрирующих высокую проводимость и превосходные свойства защиты от EMI. Ключ к коммерциализации этих материалов – промышленное производство.
Многопрофильная исследовательская группа под руководством Андре ? D. Тейлор, профессор химической и биомолекулярной инженерии в Школе инженерии Тандона Нью-Йоркского университета, продемонстрировал новый подход к производству MXene, который может привести к методам крупномасштабного производства отдельно стоящих пленок MXene: капельное литье на предварительно структурированные гидрофобные подложки. Их метод привел к повышению эффективности защиты от электромагнитных помех на 38% по сравнению с традиционными методами. Работа «Масштабируемые, высокопроводящие и микрорельефные пленки MXene для улучшенного экранирования электромагнитных помех» в первом юбилейном выпуске публикации Cell Press Matter предполагает, что пленки MXene с микроструктурой, приготовленные с использованием метода, который является масштабируемым и допускающим высокую пропускную способность , может быть легко использован в приложениях для защиты от электромагнитных помех, накопления энергии и оптоэлектроники.
Команда, включая ведущего автора Джейсона Липтона, доктора философии.D.
Кандидат под руководством Тейлора, а также Элиза Риедо из Нью-Йоркского университета Тандон и исследователи из Университета Дрекселя и Брукхейвенской национальной лаборатории отлили водные дисперсии нанолистов MXene (с формулой Ti3C2Tx) на гидрофобные полистирольные подложки и высушили их. После сушки полученные свободно стоящие пленки можно было легко отделить, этот метод демонстрирует ряд преимуществ по сравнению с обычным методом вакуумной фильтрации в отношении эффективности времени, простоты работы и гладкости поверхности.
Тейлор сказал, что красота метода капельного литья заключается в его способности допускать модуляцию трехмерных узоров микрометрового масштаба на поверхности пленки за счет использования предварительно структурированных подложек (таких как виниловая пластинка, световозвращающая упаковка и световозвращающая лента).
Он добавил, что исследования ведут к более устойчивому производству.
«Наша работа показывает, как из нанофластов MXene можно изготавливать отдельно стоящие пленки без использования сложных и энергоемких инструментов."
Липтон добавил, что критическим преимуществом процесса является то, что он позволяет лучше контролировать конфигурацию тонкой пленки Ti3C2Tx (включая поперечный размер и толщину).
«Принято считать, что пленки MXene состоят в том, что вы должны сочетать гидрофильный материал с гидрофильной подложкой, чтобы получить гладкое покрытие», – сказал Липтон. «Мы обнаружили, что если вместо этого попытаться использовать гидрофобную поверхность, это приведет к простому, масштабируемому производству отдельно стоящих пленок, потому что MXenes предпочитают слипаться, чем взаимодействовать с поверхностью.
Поскольку существует множество коммерчески доступных микроструктурированных пластиков, существует множество вариантов изготовления пленки MXene с трехмерным рисунком, и мы обнаружили, что выбор правильного рисунка может значительно повысить эффективность экранирования от электромагнитных помех. Это открывает множество возможностей для изучения различных микроструктурированных композитов MXene для широкого спектра применений »
«Доказательство концепции знаменует собой важный шаг на пути к массовому производству пленок Ti3C2Tx, что открывает прекрасные возможности для ускорения коммерциализации продуктов MXene», – добавил Тейлор.