La proliferación y miniaturización de la electrónica en dispositivos, implantes médicos portátiles y otras aplicaciones ha hecho que las tecnologías para bloquear la interferencia electromagnética EMI sean especialmente importantes, al tiempo que hace que su implementación sea más desafiante. Mientras que la EMI puede causar interrupciones en la comunicación en aplicaciones críticas, lo que resulta enCon consecuencias potencialmente desastrosas, los escudos EMI tradicionales requieren grandes espesores para ser efectivos, lo que dificulta la flexibilidad del diseño.
Una solución reside en MXenes, una familia de carburos, nitruros y carbonitruros de metales de transición 2D con potencial para bloquear EMI que demuestran alta conductividad y excelentes propiedades de protección contra EMI. La clave para la comercialización de estos materiales es la fabricación a escala industrial.
Un equipo de investigación de varias instituciones dirigido por Andre? D. Taylor, profesor de ingeniería química y biomolecular en la Escuela de Ingeniería Tandon de la Universidad de Nueva York, demostró un enfoque novedoso para la fabricación de MXene que podría conducir a métodos para la producción a escala de películas independientes de MXene: fundición por gota sobre sustratos hidrofóbicos preestablecidos. Su método condujo a una mejora del 38% en la eficiencia del blindaje EMI en comparación con los métodos convencionales. El trabajo, "Películas MXene escalables, altamente conductoras y micropatronables para blindaje mejorado de interferencia electromagnética" en la edición del primer aniversariode la publicación Cell Press Materia, sugiere que las películas MXene con micropatrones, preparadas con un método que es escalable y permite un alto rendimiento, se pueden usar fácilmente en aplicaciones de protección EMI, almacenamiento de energía y optoelectrónica.
El equipo, incluido el autor principal Jason Lipton, un candidato a doctorado bajo la dirección de Taylor, así como Elisa Riedo de NYU Tandon e investigadores de la Universidad de Drexel y el Laboratorio Nacional Brookhaven, arrojaron dispersiones acuosas de nanohojas de MXene conla fórmula Ti3C2Tx en sustratos de poliestireno hidrófobo y secarlos. Después del secado, las películas independientes resultantes se pueden despegar fácilmente, un método que demuestra una variedad de ventajas sobre el método de filtración asistido por vacío convencional en cuanto a eficiencia de tiempo, simplicidad de operacióny suavidad de la superficie.
Taylor dijo que la belleza del método de fundición por gota radica en su capacidad para permitir la modulación de patrones 3D a escala micrométrica en la superficie de la película mediante la utilización de sustratos pre-estampados como un disco de vinilo, empaque retrorreflectante y cinta retrorreflectanteAgregó que la investigación conduce a una producción más sostenible.
"Nuestro trabajo ilustra cómo las nanoflakes de MXene pueden fabricarse en películas independientes sin la necesidad de instrumentos complicados y que consumen energía".
Lipton agregó que un beneficio crítico del proceso es que permite un mejor control de la configuración de película delgada de Ti3C2Tx incluido el tamaño lateral y el espesor.
"La sabiduría convencional para hacer películas MXene es que debe combinar un material hidrófilo con un sustrato hidrófilo para obtener una capa suave", dijo Lipton. "Descubrimos que si, en cambio, intenta usar una superficie hidrófoba, el resultado es simple,producción escalable de películas independientes porque los MXenes prefieren pegarse entre sí que interactuar con la superficie. Debido a que hay muchos plásticos microestructurados disponibles comercialmente, hay muchas opciones para hacer una película MXene con patrón 3D, y encontramos que elegir el patrón correctopuede mejorar drásticamente la eficacia del blindaje EMI. Esto abre muchas oportunidades para estudiar diferentes compuestos MXene microestructurados para una amplia gama de aplicaciones "
"La prueba de concepto marca un paso esencial hacia la producción masiva de películas Ti3C2Tx, que abre un lugar brillante para acelerar la comercialización de los productos MXene", agregó Taylor.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ingeniería NYU Tandon . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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