Com o boom da eletrônica vestível, Dispositivos da Internet das Coisas e muito mais, revestimentos que bloqueiam a radiação eletromagnética estão se tornando uma parte crítica do processo de fabricação. Andre ́ D. Taylor e Ph.D. o aluno Jason Lipton desenvolveu um eficiente, maneira rápida de fazer tais revestimentos com carbonetos de metal de transição 2D MXene. Crédito:NYU Tandon School of Engineering
A proliferação e miniaturização de eletrônicos em dispositivos, Vestíveis, implantes médicos e outras aplicações tornaram as tecnologias de bloqueio de interferência eletromagnética (EMI) especialmente importantes, ao mesmo tempo em que torna sua implementação mais desafiadora. Embora a EMI possa causar interrupções na comunicação em aplicativos críticos, resultando em consequências potencialmente desastrosas, escudos EMI tradicionais requerem grandes espessuras para serem eficazes, dificultando a flexibilidade do design.
Uma solução reside em MXenes, uma família de carbonetos de metal de transição 2-D, nitretos, e carbonitretos com potencial para bloquear EMI demonstram alta condutividade e excelentes propriedades de blindagem EMI. A chave para a comercialização desses materiais é a fabricação em escala industrial.
Uma equipe de pesquisa multi-institucional liderada por Andre D. Taylor, professor de engenharia química e biomolecular na NYU Tandon School of Engineering demonstrou uma nova abordagem para a fabricação de MXene que pode levar a métodos de produção em escala de filmes autônomos de MXene:drop-casting em substratos hidrofóbicos pré-padronizados. Seu método levou a um aumento de 38% na eficiência da blindagem EMI em relação aos métodos convencionais. O trabalho, "Escalável, Altamente condutivo, e Micropatternable MXene Films for Enhanced Electromagnetic Interference Shielding "na edição do primeiro aniversário da publicação Cell Press Matéria, sugere que filmes MXene micropadronizados, preparado usando um método que é escalonável e permite alto rendimento, pode ser facilmente usado em blindagem EMI, armazenamento de energia, e aplicações optoeletrônicas.
O time, incluindo o autor principal Jason Lipton, um Ph.D. candidato sob a orientação de Taylor, bem como Elisa Riedo da NYU Tandon e pesquisadores da Drexel University e do Brookhaven National Laboratory, elenco dispersões aquosas de nanofolhas de MXene (com a fórmula Ti 3 C 2 Tx) em substratos de poliestireno hidrofóbico e os secou. Após a secagem, os filmes independentes resultantes podem ser facilmente removidos, um método que demonstra uma variedade de vantagens sobre o método de filtração assistida por vácuo convencional no que diz respeito à eficiência de tempo, simplicidade de operação, e suavidade da superfície.
Taylor disse que a beleza do método de drop-casting está em sua capacidade de permitir a modulação de padrões 3-D em escala micrométrica na superfície do filme, utilizando substratos pré-padronizados (como um disco de vinil, embalagem retrorrefletiva, e fita retrorrefletiva). Ele acrescentou que a pesquisa leva a uma produção mais sustentável.
"Nosso trabalho ilustra como os nanoflocos MXene podem ser fabricados em filmes independentes, sem a necessidade de instrumentos complicados e que consomem energia."
Lipton acrescentou que um benefício crítico do processo é que permite um melhor controle da configuração da película fina de Ti 3 C 2 Tx (incluindo o tamanho lateral e a espessura).
"A sabedoria convencional para fazer filmes de MXene é que você deve combinar um material hidrofílico com um substrato hidrofílico para obter um revestimento liso, "disse Lipton." Descobrimos que, se você tentar usar uma superfície hidrofóbica, o resultado será simples, produção escalonável de filmes autônomos porque os MXenes preferem ficar juntos do que interagir com a superfície. Como existem muitos plásticos microestruturados disponíveis comercialmente, há muitas opções para fazer um filme MXene com padrão 3-D, e descobrimos que escolher o padrão certo pode melhorar drasticamente a eficácia da blindagem EMI. Isso abre muitas oportunidades para estudar diferentes compostos MXene microestruturados para uma ampla variedade de aplicações "
"A prova de conceito marca um passo essencial para a produção massiva de Ti 3 C 2 Filmes Tx, que abre um espaço brilhante para acelerar a comercialização de produtos MXene, "acrescentou Taylor.
