MXene涂层织物：可有效阻挡电磁干扰！

导读

据美国德雷塞尔大学官网近日报道，该校研究人员报告了一种涂有导电二维材料 MXene 的织物，它能高度有效地阻挡电磁波和潜在的有害辐射。

背景

在这个日新月异的科技时代中，新技术的普及为人类生活带来了极大便利，可是安全性方面的问题往往会令人担忧。

举例来说，射频识别(RFID)技术已经在身份证、信用卡、银行卡、门禁卡、公交卡等产品中广泛应用。然而，根据媒体的报道以及科研人员的研究，高科技黑客会采用一种“数字盗窃”的手段，无需接触你的卡片，采用RFID读卡器来盗刷你的卡片，甚至盗取你的个人身份信息。

（图片来源：Pixabay）

基于这面的担忧，有些厂家开始采用电磁屏蔽材料，制造出可阻断外界射频信号的特殊钱包、卡套、口袋。这些产品能够阻挡近距离的无线扫描，保护各种电子卡证内的信息不被非法设备远程盗取和复制，有效防止信息泄密。不过也有研究人员认为，这种担忧可能被过分夸大了，因为卡片中的信息以及卡片传递的信息往往都是经过加密的，很难被破解。

然而除了这个功能，阻挡电磁波的纺织品还可以用于防消磁、防辐射、防打扰等等。随着越来越多的智能织物都集成了感知和通信功能，对于这种织物的需求也会日益增多。另外，还有一个重要的应用就是国防，这种织物可以防止重要的设备受到黑客攻击和跟踪，也可以防止人员受到强烈电磁辐射的攻击。

（图片来源：纽约大学坦登工程学院）

创新

近日，美国德雷塞尔大学工程学院的研究人员报告了一种涂有导电二维材料 MXene 的织物，它能高度有效地阻挡电磁波和潜在的有害辐射。研究成果发表在材料科学杂志《CARBON》上。对于将技术能力融入服装和配饰中来说，这项发现是一个关键进展。

（图片来源：德雷塞尔大学）

德雷塞尔大学教授、这项研究的领导者尤里·高果奇（Yury Gogotsi）表示：“可穿戴设备需要屏蔽移动设备产生的电磁干扰（EMI），这种屏蔽应该作为服装的一部分。我们早就知道，MXene 能比其他材料更好地阻挡电磁干扰，但这项发现表明，它能够有效附着在织物上，并保持其独特的屏蔽能力。”

技术

这种干扰来源于电子设备产生的残余电磁场。用户认为它是一种嗡嗡声，设备功能的迟缓或者暂时的停顿。这是一种短暂的麻烦，但是随着移动设备、可穿戴设备、物联网技术的广泛使用，这些时刻变得越来越频繁。

（图片来源：CC0 Public Domain）

高果奇教授称，改善这些设备的设计，需要采用屏蔽材料来容纳由设备产生的电磁场，以及阻挡由其他设备产生的干扰。大约十年前，高果奇团队，首先制造并研究了这种导电的二维 MXene 材料，并且测试了使用 MXene 涂层来实现电磁屏蔽，效果令人满意。

高果奇表示：“MXene 非常适合用作屏蔽，因为它可以稳定地生产为喷雾涂层、油墨或涂料，从而应用于纺织品，而不会增加太多的重量或占用更多的空间。我们还发现，MXene 屏蔽可以吸收和反射电磁波，所以它不仅可以保护可穿戴设备和电子工具，还可以保护人们免受强烈的电磁场影响。”

用导电的 MXene 薄片涂覆纤维素纱线创造出一种高度导电且耐用的材料。（图片来源：德雷塞尔大学）

研究人员最近的发现表明，这种在 MXene 溶液中浸涂的普通棉布或者亚麻布，会使其转化为一种同样强大的屏蔽材料，以超过99.9%的效率阻挡 EMI。

（图片来源：德雷塞尔大学）

悬浮在溶液中的 MXene 小薄片，由于其电荷而自然地粘附到传统棉麻织物的纤维上。这就产生了一种彻底且持久的涂层，而无需复杂的预处理和后处理工艺来生产大多数商用的导电纱线和织物。

作为研究的一部分，在正常条件下存放两年后，研究人员对涂有 MXene 的织物测试，其屏蔽效率仅轻微下降了约10%。

高果奇研究小组的博士生 Simge Uzun 表示：“这项工作为当前的 EMI 屏蔽纺织品提供了一个大大改进的替代品。MXene 涂层织物不仅超越了商业金属涂层织物的性能，而且它们可以通过涂层形式的水溶液可持续生产，无需额外的加工或化学添加剂。”

信息来源: IntelligentThings

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