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Uma descoberta recente de pesquisadores de ciência de materiais da Faculdade de Engenharia da Universidade de Drexel pode um dia impedir que dispositivos e componentes eletrônicos fiquem descontrolados quando estiverem muito próximos um do outro. Um revestimento especial que eles desenvolveram, usando um tipo de material bidimensional chamado MXene, mostrou-se capaz de absorver e desembolsar os campos eletromagnéticos que são a origem do problema.
Zumbido, feedback ou estática são as manifestações perceptíveis de interferência eletromagnética, uma colisão dos campos eletromagnéticos gerados por dispositivos eletrônicos. Além dos sons, esse fenômeno também pode diminuir o desempenho dos dispositivos e levar a superaquecimento e mau funcionamento se não for controlado.
Embora pesquisadores e tecnólogos tenham reduzido progressivamente esse problema a cada geração de dispositivos, sua estratégia até agora tem sido envolver componentes vitais com uma blindagem que desvia as ondas eletromagnéticas. Mas, de acordo com a equipe da Drexel, essa não é uma solução sustentável.
“Como o número de dispositivos eletrônicos continuará a crescer, desviar as ondas eletromagnéticas que eles produzem é realmente apenas uma solução de curto prazo”, disse Yury Gogotsi, PhD, Distinguished University e professor de Bach na Faculdade de Engenharia, que liderou a pesquisa. “Para realmente resolver esse problema, precisamos desenvolver materiais que absorvam e dissipem a interferência. Acreditamos ter encontrado exatamente esse material.”
Na última edição do Relatórios Celulares Ciências Físicasa equipe de Gogotsi relatou que a combinação do MXene, um material bidimensional descoberto há mais de uma década, com um elemento condutor chamado vanádio em uma solução de polímero, produz um revestimento que pode absorver ondas eletromagnéticas.
Embora os pesquisadores tenham demonstrado anteriormente que os MXenes são altamente eficazes em evitar a interferência eletromagnética refletindo-a, a adição de carboneto de vanádio em uma matriz de polímero aprimora duas características principais do material que melhoram seu desempenho de blindagem.
Segundo os pesquisadores, a adição de vanádio à estrutura do MXene – um material conhecido por sua durabilidade e propriedades resistentes à corrosão, que é usado em ligas de aço para veículos espaciais e reatores nucleares – faz com que camadas do Mxene se formem em uma espécie de grade eletroquímica que é perfeito para capturar íons. O uso de polímero transparente para micro-ondas torna o material também mais permeável às ondas eletromagnéticas.
Combinadas, essas propriedades produzem um revestimento que pode absorver, aprisionar e dissipar a energia das ondas eletromagnéticas com eficiência superior a 90%, de acordo com a pesquisa.
“Notavelmente, a combinação de poliuretano, um polímero comum usado em tinta de parede comum, com uma pequena quantidade de enchimento de MXene – cerca de uma parte de MXene em 50 partes de poliuretano – pode absorver mais de 90% das ondas eletromagnéticas incidentes que cobrem toda a faixa de radar frequências – conhecidas como frequências de banda X”, disse Meikang Han, PhD, que participou da pesquisa como pesquisador de pós-doutorado em Drexel. “As ondas de rádio simplesmente desaparecem dentro do filme composto de polímero MXene – é claro, nada desaparece completamente, a energia das ondas é transformada em uma quantidade muito pequena de calor que é facilmente dissipada pelo material”.
Um fino revestimento do material MXene à base de vanádio – menor que a largura de um cabelo humano – pode tornar um material impermeável a quaisquer ondas eletromagnéticas no espectro da banda X, que inclui radiação de micro-ondas e é a frequência mais comum produzida por dispositivos. Gogotsi prevê que esse desenvolvimento pode ser importante para aplicações de alto risco, como ambientes médicos e militares, quando a manutenção do desempenho tecnológico é crucial.
“Nossos resultados mostram que os MXenes baseados em vanádio podem desempenhar um papel fundamental na expansão da tecnologia da Internet das Coisas e nas comunicações 5G e 6G”. disse Gogotsi. “Este estudo fornece um novo diretor para o desenvolvimento de materiais de proteção contra interferência eletromagnética baseados em MXene, finos e altamente absorventes.”
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Universidade Drexel. Nota: O conteúdo pode ser editado para estilo e duração.
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