حجب موجات الراديو والتداخل الكهرومغناطيسي بقلب مفتاح

معا للقضاء على التشيع

حجب موجات الراديو والتداخل الكهرومغناطيسي بقلب مفتاح

أقطاب MXene المستخدمة في هذا العمل. أ ، مخططات MXene بأعداد مختلفة من الطبقات الذرية. الصور البصرية لـ (ب) V.2CTx، (ج) Ti2CTx، (د) Ti3ج2تيx، (هـ) الخامس4ج3تيxو (و) ملحوظة4ج3تيx. شريط مقياس ، 20 ميكرومتر. ائتمان: تقنية النانو الطبيعة (2023). DOI: 10.1038 / s41565-022-01308-9

طور باحثون في كلية الهندسة بجامعة دريكسيل جهازًا رقيقًا مصنوعًا من الطلاء بالرش ، يمكنه منع الإشعاع الكهرومغناطيسي بضغطة زر. يمكن لهذا الاختراق ، الذي تم تمكينه من خلال مواد ثنائية الأبعاد متعددة الاستخدامات تسمى MXenes ، ضبط أداء الأجهزة الإلكترونية وتقوية الاتصالات اللاسلكية وتأمين الاتصالات المتنقلة ضد التطفل.

أظهر الفريق ، بقيادة يوري غوغوتسي ، دكتوراه ، الجامعة المتميزة وأستاذ باخ في كلية دريكسيل للهندسة ، سابقًا أن مواد MXene ثنائية الأبعاد ، التي تم اكتشافها منذ أكثر من عقد بقليل ، عند دمجها مع محلول إلكتروليت ، يمكن إلى درع فعال قوي ضد الموجات الكهرومغناطيسية.

تم الإبلاغ عن اكتشاف MXene الأخير في تقنية النانو الطبيعة، يوضح كيف يمكن ضبط هذا التدريع عند تطبيق جهد صغير – أقل من الجهد الناتج عن بطارية قلوية -.

قال جوجوتسي: “كان التحكم الديناميكي في تشويش الموجات الكهرومغناطيسية تحديًا تقنيًا كبيرًا لحماية الأجهزة الإلكترونية التي تعمل بترددات جيجاهيرتز ومجموعة متنوعة من تقنيات الاتصالات الأخرى”.

“نظرًا لأن عدد الأجهزة اللاسلكية المستخدمة في القطاعين الصناعي والخاص قد زاد بأعداد كبيرة خلال العقد الماضي ، فقد ازدادت أهمية هذا التحدي وفقًا لذلك. وهذا هو سبب اكتشافنا — الذي من شأنه أن يخفف بشكل ديناميكي من تأثير التداخل الكهرومغناطيسي على يمكن أن يكون لهذه الأجهزة تأثير واسع “.






https://www.youtube.com/watch؟v=k1BXYVxycjo

تغيير التدريع النشط لـ EMI لـ V.2CTx فيلم. ائتمان: تقنية النانو الطبيعة (2023). DOI: 10.1038 / s41565-022-01308-9

MXene مادة فريدة من نوعها من حيث أنها عالية التوصيل – مما يجعلها مناسبة تمامًا لعكس إشعاع الميكروويف الذي يمكن أن يتسبب في ثبات أو ردود فعل أو يقلل من أداء أجهزة الاتصالات – ولكن يمكن أيضًا تغيير هيكلها الكيميائي الداخلي مؤقتًا للسماح لهذه الموجات الكهرومغناطيسية يمر من خلال.

هذا يعني أن طبقة رقيقة على جهاز أو مكونات كهربائية تمنعها من إصدار موجات كهرومغناطيسية ، فضلاً عن اختراقها من قبل تلك المنبعثة من الأجهزة الإلكترونية الأخرى. يمكن أن يضمن القضاء على إمكانية التداخل من كل من المصادر الداخلية والخارجية أداء الجهاز ، ولكن يجب السماح لبعض الموجات بالخروج والدخول عند استخدامها للاتصال.

قال غوغوتسي: “من دون القدرة على التحكم في مد وجذر الموجات الكهرومغناطيسية داخل وحول الجهاز ، فإن الأمر يشبه إلى حد ما صنبور الماء المتسرب – فأنت لا تغلق المياه حقًا ، وهذا التنقيط المستمر ليس جيدًا”. “يضمن التدريع الخاص بنا أن تكون السباكة محكمة – إذا جاز التعبير – لا يتسرب أي إشعاع كهرومغناطيسي أو يدخل حتى نرغب في استخدام الجهاز.”

إن مفتاح الحصول على ضبط ثنائي الاتجاه لخاصية الحماية لـ MXene هو استخدام تدفق وطرد الأيونات لتوسيع وضغط الفراغ بين طبقات المواد بالتناوب ، مثل الأكورديون ، وكذلك لتغيير كيمياء سطح MXenes.

مع وجود جهد صغير مطبق على الفيلم ، تدخل الأيونات – أو تقحم – بين طبقات MXene لتغير شحنة سطحها وتحفز الجذب الكهروستاتيكي ، والذي يعمل على تغيير تباعد الطبقة ، والتوصيلية وكفاءة التدريع للمادة. عندما يتم إلغاء تداخل الأيونات ، حيث يتم إيقاف تشغيل التيار ، تعود طبقات MXene إلى حالتها الأصلية.

اختبر الفريق 10 مجموعات مختلفة من مكسين والكهارل ، ووضع كل منها عبر بخاخ الطلاء في طبقة أرق بحوالي 30 إلى 100 مرة من شعرة الإنسان. أظهرت المواد باستمرار قابلية الانضباط الديناميكي لكفاءة التدريع في منع إشعاع الميكروويف ، وهو أمر مستحيل بالنسبة للمعادن التقليدية مثل النحاس والصلب. وحافظ الجهاز على الأداء خلال أكثر من 500 دورة شحن وتفريغ.

كتب Gogotsi وزملاؤه: “تشير هذه النتائج إلى أن أغشية MXene يمكن أن تتحول من الحماية من التداخل الكهرومغناطيسي إلى انتقال الموجات شبه الكهرومغناطيسية عن طريق الأكسدة الكهروكيميائية لـ MXenes”. “يمكن أن يكون فيلم MXene بمثابة مفتاح حماية ديناميكي EMI.”

بالنسبة لتطبيقات الأمان ، يقترح Gogotsi أن حماية MXene يمكن أن تخفي الأجهزة من الكشف عن طريق الرادار أو أنظمة التتبع الأخرى. اختبر الفريق أيضًا إمكانات مفتاح التدريع أحادي الاتجاه. سيسمح هذا للجهاز بالبقاء غير قابل للكشف ومحميًا من الوصول غير المصرح به حتى يتم نشره للاستخدام.

وقال جوجوتسي: “يمكن أن يفتح مفتاح في اتجاه واحد الحماية ويسمح بإرسال إشارة أو فتح اتصال في حالة الطوارئ أو في اللحظة المطلوبة”. “هذا يعني أنه يمكن أن يحمي معدات الاتصالات من التأثر أو العبث بها حتى يتم استخدامها. على سبيل المثال ، يمكن أن تغلف الجهاز أثناء النقل أو التخزين ثم يتم تنشيطها فقط عندما تكون جاهزة للاستخدام.”

تتمثل الخطوة التالية لفريق Gogotsi في استكشاف مجموعات وآليات MXene-electrolyte إضافية لضبط التدريع لتحقيق تعديل أقوى لنقل الموجات الكهرومغناطيسية وتعديل ديناميكي لمنع الإشعاع في مجموعة متنوعة من عرض النطاق الترددي.

معلومات اكثر:
Yury Gogotsi ، تفاعل معدّل كهربائيًا لـ MXenes مع أجهزة الميكروويف ، تقنية النانو الطبيعة (2023). DOI: 10.1038 / s41565-022-01308-9. www.nature.com/articles/s41565-022-01308-9

مقدمة من جامعة دريكسيل

الاقتباس: حجب موجات الراديو والتداخل الكهرومغناطيسي مع قلب مفتاح (2023 ، 16 يناير) تم استرداده في 17 يناير 2023 من https://phys.org/news/2023-01-blocking-radio-electromagnetic-flip.html

هذا المستند عرضة للحقوق التأليف والنشر. بصرف النظر عن أي تعامل عادل لغرض الدراسة أو البحث الخاص ، لا يجوز إعادة إنتاج أي جزء دون إذن كتابي. يتم توفير المحتوى لأغراض إعلامية فقط.

معا للقضاء على التشيع

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق