全频段电磁波吸收不再是梦?韩国科学家如何打破技术壁垒?
据韩国材料科学研究院(KIMS )的团队透露,他们开发出一种超薄复合材料,可以吸收频谱范围从直流电到微波频的所有电磁波,甚至包括可见光。
这一革命性的突破代表了全球首个能够完全吸收所有频段电磁波的材料。
这项技术的突破标志着对电磁波吸收屏蔽技术的巨大进展,这将使科研和工业领域在电磁波管理方面的工作变得更加高效。
不仅如此,该材料还可能在智能手机、可穿戴设备和自动驾驶汽车等众多领域得到广泛应用。
可吸收各频段电磁波的新材料。
KIMS团队开发这一技术近五年来,在此期间,该团队不断致力于创造出一种能够使电磁波得以更好吸收的材料。
但不幸的是,过去几十年的研究成果表明,要想研发出一种可以吸收所有电磁波频段的材料非常困难。
迄今为止,已经有文献报道称,铁氧体和导电高分子材料的组合可以制造出一种多层膜,用于在电磁波吸收中起作用。
但是实验证明,这种薄膜仅能在特定频段内吸收电磁波,无法做到全频段吸收。
KIMS团队进行了一系列研究,发现铁氧体晶体结构的变化以及设计导电图案,将其与导电高分子相结合,可以制造出一种薄膜,具有增强对电磁波的控制能力。
当它们以合理比例相互作用时,它们使得电磁波在传播过程中能够发生离化和共振,从而实现全频段的吸收效果。
该团队表示:“我们在研究过程中还发现,改变铁氧体晶体结构及设计导电图案,可以制造出薄膜,使其具有增强的对电磁波控制能力。”
而这种复合材料的特点在于,当其背面应用碳纳米管薄膜时,还可以显著增强碳纳米管薄膜的屏蔽性能。
KIMS团队解释称:“当我们将这种复合材料应用于各种设备上时,它们能够改善无线通信的可靠性,并解决由于多个设备之间产生干扰而引发的问题。”
例如,当我们同时使用多部智能手机时,它们之间产生的电波干扰可能会降低通信质量,但是,如果我们将这种复合材料应用于这些设备,就可以有效减少干扰,提高通信质量。
新技术的应用前景。
随着智能手机和平板电脑等移动设备的不断普及,我们对无线通信的需求也越来越高。
然而,在使用这些设备时,我们经常会遇到信号干扰、传输速度慢等问题,这些问题主要是由于设备之间的电磁波相互影响造成的。
KIMS团队开发的新材料能够有效隔离这些设备发射出来的电磁波,从而减少干扰,提高通信质量。
此外,该材料还可以应用于无线网络等领域,帮助提高网络速度和稳定性。
除了在无线通信中发挥作用,新材料还可以在自动驾驶汽车等高级交通工具中得到应用。
随着交通工具朝着更高效、更环保、更安全的方向发展,自动驾驶汽车已成为未来一个重要的发展方向。
然而,为了确保这些汽车安全地行驶在道路上,我们需要克服许多挑战,其中之一就是保证通信系统的可靠性。
新材料的应用将使自动驾驶汽车能够有效地与周围环境进行实时通讯,从而减少意外碰撞与交通堵塞等问题发生的风险。
此外,该材料还能够防止黑客入侵汽车系统,提高车辆安全性。
石智勇博士强调:“这项新技术将为我们的生活方式带来革命性的变化,我们将能够更安全、高效地使用电子产品。”
除了之前提到的一些用途中,其它还包括在智能家居、航空航天和医疗器械等领域中,将应用该新材料来优化电子产品中的信号传输。
已经获得韩国专利许可,并向美国和中国申请共同专利,同时已向多家公司进行技术转让,这些公司在通信和汽车领域中均会广泛或部分地使用该新材料,可以极大提高其性能。
由于本研究是与同济大学陆海生教授合作开展的,因此他也参与了该成果的专利申请,并担任首席专利人的身份。
突破性研究的意义。
KIMS研究所石智勇博士表示:“有了这项技术,我们可以让每个人都能更好地享受无线服务,而无需担心信号干扰。”
这项突破性研究为许多行业打开了新的可能性,并将对我们的日常生活产生积极影响。
在智能家居领域,住宅中的智能家居设备通常需要通过无线信号进行通信,然而,各种设备之间可能会有大量信号相互作用,从而对住户造成负面影响,这种新材料有望解决这个问题。
在太空探索领域,在宇宙中,有大量辐射和粒子冲击可能会损坏太空飞行器上的电子系统,这种新型电磁波吸收材料可以在悄无声息地阻挡宇宙辐射方面提供帮助。