Tím vedcov z Kórejského inštitútu materiálových vied (KIMS) vyvinul inovatívny kompozitný materiál, ktorý absorbuje viac ako 99 % elektromagnetických vĺn z rôznych frekvenčných pásiem, čím zlepšuje výkon zariadení ako smartfóny, nositeľné technológie a systémy autonómneho riadenia.

Tento revolučný materiál, ktorý je menej ako 0,5 mm hrubý, vykazuje vynikajúcu schopnosť absorbovať elektromagnetické vlny. Je charakteristický nízkym odrazom pod 1 % a vysokou absorbanciou nad 99 % v troch rôznych frekvenčných pásmach vrátane 5G/6G, WiFi a radaru autonómnych vozidiel. O téme informuje portál SciTechDaily.

Problémy s absorpciou elektromagnetických vĺn

Elektromagnetické vlny vyžarované elektronickými komponentmi môžu spôsobovať rušenie, čo vedie k zhoršeniu výkonu blízkych elektronických zariadení. Na ochranu pred týmto rušením sa používajú materiály na elektromagnetické tienenie. Absorpcia elektromagnetických vĺn je však oveľa efektívnejšia pri znižovaní rušenia než ich samotné odrážanie.

Tradičné materiály na tiene však odrážajú viac ako 90 % vĺn, pričom ich skutočná absorpcia býva často len okolo 10 %. Okrem toho sú materiály s vysokou absorpciou zvyčajne schopné absorbovať elektromagnetické vlny len v rámci jedného frekvenčného pásma.

Korea Institute of Materials Science (KIMS)

Pokroky v absorpcii viacero frekvencií

Tím vedcov sa rozhodol prekonať tieto limity vývojom kompozitného materiálu, ktorý dokáže absorbovať elektromagnetické vlny z viacerých frekvenčných pásiem súčasne. Tento materiál eliminuje elektromagnetické vlny a rieši problém sekundárneho rušenia.

Je tiež tenký, flexibilný a dostatočne odolný na to, aby si udržal svoju formu aj po tisíckach ohnutí, čo ho robí ideálnym pre rolovateľné telefóny a nositeľné zariadenia.

Inovácie v technológii materiálov a ich aplikácie

Tím, ktorý viedol Dr. Byeongjin Park a Dr. Sang Bok Lee z výskumnej divízie kompozitných a konvergentných materiálov v KIMS, syntetizoval magnetický materiál úpravou kryštálovej štruktúry feritu, čo mu umožnilo selektívne absorbovať požadované frekvencie.

Vytvorili ultratenkú polymérovú kompozitnú fóliu a na jej zadnú stranu začlenili vodivé vzory na kontrolu šírenia elektromagnetických vĺn. Úprava tvaru týchto vodivých vzorov dramaticky znižuje odraz elektromagnetických vĺn pri konkrétnych frekvenciách. Na zadnú stranu bola aplikovaná aj tenká fólia z uhlíkových nanotrubíc s vynikajúcimi tienením, ktorá ešte viac zlepšuje schopnosť materiálu blokovať elektromagnetické vlny.

Korea Institute of Materials Science (KIMS)

Senior výskumník Dr. Byeongjin Park zo spoločnosti KIMS, ktorý viedol tento projekt, uviedol: „Ako sa aplikácie 5G/6G komunikácií stále rozširujú, rastie aj dôležitosť materiálov na absorpciu a tienenie elektromagnetických vĺn. Tento materiál má potenciál výrazne zlepšiť spoľahlivosť bezdrôtových komunikačných zariadení, ako sú smartfóny a radary autonómnych vozidiel.“

Výskum bol financovaný z projektu základného výskumu KIMS a Skupiny integrovaného výskumu elektromagnetických riešení (SEIF) pod Národným výskumným úradom pre vedu a technológie.

Výsledky boli publikované ako titulný článok v októbrovom vydaní prestížneho časopisu Advanced Functional Materials. Tím dokončil registráciu domáceho patentu a podal žiadosti o patenty v USA, Číne a ďalších krajinách. Technológia bola tiež prevedená na niekoľko domácich materiálových spoločností a v súčasnosti sa aplikuje v skutočných komunikačných zariadeniach a automobiloch.