I ricercatori sviluppano il nanometro

15 aprile 2020

dal Consiglio Nazionale delle Ricerche di Scienza e Tecnologia

Un gruppo di ricerca coreano ha sviluppato una tecnologia per fabbricare un materiale ultrasottile per la schermatura delle interferenze elettromagnetiche (EMI). Il gruppo di ricerca, guidato da Koo Chong-Min, capo del Centro di ricerca sull'architettura dei materiali presso l'Istituto coreano di scienza e tecnologia (KIST, presidente ad interim Yoon Seok-jin), ha annunciato di aver sviluppato una pellicola ultrasottile di spessore nanometrica utilizzando MXene, un nuovo nanomateriale bidimensionale per la schermatura EMI. La ricerca è stata condotta congiuntamente con un team guidato dal professor Kim Sang-ouk del Dipartimento di scienza e ingegneria dei materiali presso il Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST, presidente: Shin Sung-chul) e un gruppo di ricerca guidato dal professor Yury Gogotsi dalla Drexel University.

I film MXene spessi micrometri con elevata conduttività elettrica, segnalati da Koo Chong-min nel 2016, presentano un'eccellente schermatura delle interferenze elettromagnetiche. Tuttavia, non esistono tecnologie che potrebbero essere utilizzate per applicare direttamente MXene a dispositivi elettronici altamente integrati, come le comunicazioni 5G e i dispositivi mobili.

Il team di ricerca congiunto KIST-KAIST-Drexel ha utilizzato una tecnica di autoassemblaggio per fabbricare un film di MXene ultrasottile con spessore uniforme su scala atomica. Si dice che la pellicola MXene abbia eccezionali prestazioni di schermatura elettromagnetica assoluta (efficacia di schermatura relativa a spessore e densità) che sono di gran lunga superiori a quelle di qualsiasi altro materiale riportato fino ad oggi.

Aggiungendo una soluzione volatile sulla superficie di una soluzione diluita di MXene, il gruppo di ricerca è riuscito a far galleggiare i fiocchi di MXene. La convezione verticale, derivante dalle differenze nella tensione superficiale, ha causato l'autoassemblaggio dei fiocchi di MXene di dimensioni micron, creando così un film di MXene ultrasottile di grandi dimensioni con spessore uniforme su scala atomica. Il team di ricerca ha scoperto che i film di MXene stratificati per raggiungere uno spessore di 55 nm forniscono un’efficienza di schermatura elettromagnetica del 99%. Le pellicole ultrasottili MXene fabbricate utilizzando la nuova tecnologia del team possono essere facilmente trasferite su qualsiasi substrato e stratificate più volte per personalizzare spessore, trasmittanza e resistenza superficiale.

"Abbiamo utilizzato una tecnica di autoassemblaggio per fabbricare una pellicola ultrasottile di Ti3C2Tx MXene con uno spessore uniforme su scala atomica. Questa tecnologia ha contribuito a esaminare il meccanismo di schermatura elettromagnetica di nano materiali 2-D di spessore nanometrico e a sviluppare una tecnologia di applicazione di schermatura elettromagnetica ultrasottile per elettronica flessibile", ha affermato Koo Chong-Min, capo del Centro di ricerca sull'architettura dei materiali del KIST. "Crediamo che la tecnologia MXene con rivestimento ultrasottile possa essere applicata a vari dispositivi elettronici ed essere utilizzata per la produzione di massa, facilitando così la ricerca sull'applicazione della schermatura elettromagnetica leggera di prossima generazione e dell'elettronica flessibile e stampabile."

Maggiori informazioni: Taeyeong Yun et al, Schermatura elettromagnetica di gruppi MXene monostrato, Materiali avanzati (2020). DOI: 10.1002/adma.201906769

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