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股市配资|股市配资网这种方法实现了极高的控制精度

图示展示了如何利用纳米线薄膜实现电磁干扰屏蔽。

透明纳米概念图。我们生活在无形信号的风暴之中。手机、Wi-Fi路由器、5G网络、智能手表和医疗传感器都在不断地发送和接收电磁波。虽然这种无线流量为现代科技提供了动力，但也带来了一个严重的副作用：电磁干扰。这些不必要的信号会干扰或破坏精密电子设备，尤其是在医疗设备、可穿戴传感器和柔性显示器等设备中，任何故障都不可容忍。迄今为止，阻挡这种干扰需要使用厚重、坚硬且不透明的金属层。这使得它们不适用于透明或可弯曲的电子设备。然而，一个研究团队现在展示了一种独特的解决方案：一种超薄、柔性、透明的薄膜，它几乎可以阻挡所有不必要的电磁辐射，同时保持轻薄、透明，并且可扩展，适用于实际应用。“这是首次有人克服金属纳米线网络中长期存在的导电性和光学透明度之间的权衡问题。经过我们的激光后处理，导电性和透明度同时得到提升。”首席研究员张俊刚说道。利用纳米线制造透明电磁干扰屏蔽层该领域最大的挑战始终在于一个棘手的权衡问题。导电性好的材料通常会阻挡光线，而透明材料的导电性往往较差。金属纳米线看起来很有前景，但如果随意排列，则无法提供有效的屏蔽效果。格拉斯哥大学的研究团队通过精确控制纳米线的排列和连接方式（精确到纳米尺度）解决了这个问题。他们使用的是比头发丝细数千倍的银纳米线。他们没有让这些纳米线随意散布在表面上，而是采用了一种称为界面介电泳的方法。简单来说，他们施加了精心控制的电场，将纳米线轻轻地拉成排列整齐的图案，覆盖在柔性透明塑料薄膜上。这种方法实现了极高的控制精度。纳米线可以弯曲、扭转和改变方向而不会破坏排列。为了展示这种精确性，研究团队甚至在薄膜上用纳米线拼出了可读的字母。重要的是，这些纳米线彼此紧密排列，但并未熔合在一起。它们之间留有微小的间隙，形成一个充满纳米级空隙的网络。事实证明，这些间隙至关重要。当电磁波照射到薄膜上时，这些间隙就像微观能量缓冲器一样，在入射信号到达受保护的电子元件之前将其削弱。这种被称为电容耦合纳米线网络的结构，在不阻挡光线的情况下，显著提高了屏蔽性能。利用超快激光脉冲增强网络在第二阶段，研究人员将排列整齐的纳米线暴露于持续时间仅为皮秒级的极短激光脉冲中。这些激光脉冲将纳米线在其接触点焊接在一起，形成强大的导电通路。与此同时，激光还去除了纳米线制造过程中残留的绝缘层。这一步骤实现了罕见的双重效益。电阻降低了46倍，这意味着电流更容易流通。令人惊讶的是，透明度也提高了10%，因为激光清洁了纳米线表面。这种导电性和透明度的同时提升在金属纳米线薄膜中尚属首次。经测试，最终材料能够阻挡超过99.97%的电磁辐射，在2.2至6吉赫兹的频率范围内（包括常见的Wi-Fi和5G频段）实现了超过35分贝的屏蔽效能。尽管防护性能如此出色，薄膜的透明度仍保持在83%，厚度仅为5.1微米——比头发丝还要细。“我们利用这项技术制造出的材料，其电磁干扰屏蔽性能首次比非取向纳米线提高了1000多倍。这一改进有望推动未来各种柔性植入式设备的研发，”该研究的作者之一、格拉斯哥大学教授哈迪·海达里说道。良好屏蔽的重要性这项研究扫清了未来电子产品设计中的一个主要障碍。如今，无需添加笨重的金属层，即可保护那些需要弯曲、拉伸或植入人体内的设备免受电磁噪声的干扰。“对于柔性显示器、可穿戴设备和植入式医疗技术而言，这种屏蔽能力与高透明度相结合至关重要。它既能确保实时健康监测所需的高纯度信号传输，又能阻挡不必要的电磁噪声，”张教授说道。此外，与成本高昂且尺寸受限的传统洁净室制造工艺不同，这种方法可以扩展到大面积应用。该团队已经制造出了尺寸为40厘米×80厘米的薄膜，表明工业化生产是切实可行的。然而，这种材料在长期使用以及在生物环境中表现如何，还有待观察。该研究发表在《ACSNano》杂志上。（逸文）

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