p Interferência eletromagnética (EMI), o que pode prejudicar smartphones, tablets, salgadinhos, drones, vestuário, e até mesmo aeronaves e saúde humana, está aumentando com a proliferação explosiva de dispositivos que o geram. O mercado de soluções de bloqueio EM, que empregam materiais condutores ou magnéticos, deverá ultrapassar US $ 7 bilhões até 2022. p Andre Taylor, professor associado de engenharia química e biomolecular na NYU Tandon School of Engineering, junto com uma equipe que incluía Yury Gogotsi, Distinguished University e Charles T. e Ruth M. Bach Professor Ciência e Engenharia de Materiais na Drexel University, e Menachem Elimelech, Roberto C. Goizueta, professor de Engenharia Química e Ambiental da Universidade de Yale, usou uma técnica inovadora para produzir filmes compostos de bloqueio de EMI de custo relativamente baixo.

p O estudo, "Montagem camada por camada de filmes compostos de nanotubos de carbono MXene semitransparentes multifuncionais para blindagem de interferência eletromagnética de última geração, "aparece em 31 de outubro, Edição de 2018 de Materiais Funcionais Avançados . Os principais autores incluem Guo-Ming Weng, um pós-doutorado na NYU Tandon, e Jinyang Li, professor associado de ciência de materiais e engenharia da Southwest Jiaotong University, Chengdu, China.

p Para moldar os filmes, a equipe empregou processamento spin-spray camada por camada (SSLbL), um método que Taylor foi pioneiro em 2012. O sistema emprega cabeças de pulverização montadas acima de um revestidor de rotação que deposita monocamadas sequenciais de nanômetros de compostos de carga oposta em um componente, produção de filmes de alta qualidade em muito menos tempo do que pelos métodos tradicionais, tais como revestimento por imersão.

p O processo permitiu que eles se tornassem flexíveis, filme de proteção EMI semitransparente compreendendo centenas de camadas alternadas de nanotubo de carbono (CNT), um carboneto de titânio de carga oposta chamado MXene - uma família de flocos de carboneto desenvolvidos pela primeira vez por Gogotsi - e polieletrólitos. Taylor explicou que essas características de carga conferem benefícios além da blindagem EMI.

p "À medida que trabalhamos para discernir as funções que os diferentes componentes desempenham, " ele disse, "Descobrimos que a forte ligação eletrostática e de hidrogênio entre as camadas de CNT e MXene com carga oposta conferia alta resistência e flexibilidade." Ele acrescentou que o MXene tem o duplo benefício de ser adsorvente (adere facilmente a uma superfície) e condutor, o que é importante para bloquear EMI. "E como o filme em si é semitransparente, tem a vantagem de ser aplicável como blindagem EMI para dispositivos com telas de exibição, como smartphones. Outros tipos de escudos - metal, por exemplo - são opacos. A blindagem é boa, mas a proteção que permite a passagem da luz visível é ainda melhor. "

p O método SSLbL também confere controle de nível nanométrico sobre a arquitetura do filme, permitindo que os fabricantes alterem as qualificações específicas, como condutividade ou transparência, porque permite mudanças discretas na composição de cada camada. Por contraste, filmes compreendendo uma mistura de monocamada de nanopartículas, polieletrólitos e grafeno em uma matriz não podem ser modificados dessa forma. Além da alta estabilidade, flexibilidade e semitransparência, os filmes compostos MXene-CNT também demonstraram alta condutividade, uma propriedade crítica para a blindagem eletromagnética porque dissipa pulsos EM através da superfície do filme, enfraquecendo e dispersando-o.

p Embora os fabricantes tenham demonstrado interesse na blindagem EMI feita de nanotubos de carbono e grafeno combinados com compósitos de polímeros condutores, até agora relativamente rápido, barato, meios de criar uma combinação ideal dessas qualidades em um filme fino e flexível eram evasivos, explicou Taylor.

p "O principal interesse em adicionar materiais de carbono à blindagem era adicionar caminhos condutores através do filme, "disse Taylor." Mas o sistema SSLbL também é muito mais rápido do que o revestimento por imersão tradicional, em que um componente a ser blindado é repetidamente mergulhado em um material, enxaguado, em seguida, mergulhado novamente em outra camada, e assim por diante. Isso leva dias. Nosso sistema pode criar centenas de camadas duplas de MXene e CNT alternados em minutos. "

p Enquanto o spray giratório limita o tamanho do componente, Taylor disse isso, em teoria, o sistema poderia criar blindagem EMI para dispositivos e componentes equivalentes em diâmetro aos wafers de 12 polegadas, para o qual o spin-coating é frequentemente empregado como mecanismo de revestimento na indústria de semicondutores.

p "É mais barato produzi-lo dessa maneira e mais rápido por causa da conexão mais estreita entre os materiais, e o processo LbL facilita o arranjo controlado e a montagem de materiais nanoestruturados díspares muito melhor do que apenas depositar camadas repetidas de uma mistura em vários componentes. Pode-se imaginar o ajuste das propriedades desejadas de um filme fino multifuncional usando uma ampla gama de parâmetros, materiais nanoestruturados e polieletrólitos usando este sistema. "