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寧波材料所開發出新型超寬帶透明電磁防護材料
作者:,日期:2020-07-20

  5G技術的發展將帶來更可靠和更低延時的信息交互,人機溝通將更為流暢與便捷,物聯網也將在日常生活、工業生產以及智慧城市的構建中發揮更為重要的作用。與此同時,通訊技術的革新也會讓周圍的電磁環境變得更為復雜,這對電磁防護材料,特別是對可見光透明的電磁防護材料提出了更高的要求。而5G向具有更大帶寬、更高傳輸速度的毫米波技術發展的趨勢,對現有透明電磁防護材料體系在防護帶寬、工作波段、可見光透過率和電磁屏蔽效能等方面提出了更高要求和更大挑戰。

  針對這一問題,中國科學院寧波材料技術與工程研究所柔性光電材料研究團隊在前期超薄金屬研究基礎上,通過材料優化與結構設計創新,同時引入了光學減反和法布里-珀羅干涉這兩種機制,如圖1所示,在可見光波段獲得了與襯底材料相接近的約為90%的峰值透過率,在10-40GHz的超寬頻域范圍內達到了60dB左右的電磁屏蔽效能。當前團隊正致力進一步提升其關鍵技術指標,同時開展該材料的中試制備。完成了從100mm×100mm的實驗室小樣至幅寬為600mm的中試技術驗證,如圖2所示,現已具備小批量供貨能力,其有效性及穩定性也已在射頻器件應用中得到了證實。

  以上工作主要學術成果近期以“Record-high transparent electromagnetic interference shielding achieved by simultaneous microwave  interference and optical antireflection”為題發表在ACS Applied Materials & Interfaces期刊上 (ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 26659-26669. https://dx.doi.org/10.1021/acsami.0c05334),并受到了該雜志社官推,推文中評價該工作為“寬帶透明電磁防護材料領域的突破(Breakthrough on transparent broadband electromagnetic interference shielding materials!)”。該工作得到“十三五”裝備預研領域基金重點項目、國家自然科學基金面上項目等項目的大力支持,也得到了合作單位國防科學技術大學在電磁兼容性測試方面的技術支持。

圖1 可實現可見光550納米波長透過率接近90%和10-40GHz頻段電磁屏蔽效能達到60dB的透明電磁防護材料

  

圖2 (a) 實驗室制備的100mm×100mm小樣和 (b) 幅寬600mm的柔性透明電磁防護材料中試樣品

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