Das Forschungsteam von Dr. Byeongjin Park und Dr. Sang Bok Lee von der Composites & Convergence Materials Research Division am Korea Institute of Materials Science (KIMS) hat das weltweit erste ultradünne Folienverbundmaterial entwickelt, das in der Lage ist, über 99 % der elektromagnetischen Wellen aus verschiedenen Frequenzbändern (wie 5G/6G, WiFi und autonomes Fahrradar) mit einem einzigen Material zu absorbieren.
Dieses Material zur Absorption und Abschirmung elektromagnetischer Wellen ist weniger als 0,5 mm dick und zeichnet sich durch einen geringen Reflexionsgrad von weniger als 1 % und einen hohen Absorptionsgrad von über 99 % in drei verschiedenen Frequenzbändern aus.
Elektromagnetische Wellen, die von elektronischen Komponenten ausgesendet werden, können Interferenzen verursachen, die zu Leistungseinbußen bei anderen elektronischen Geräten in der Nähe führen. Um dies zu verhindern, werden elektromagnetische Abschirmungsmaterialien verwendet. Die Absorption elektromagnetischer Wellen ist für die Verringerung von Interferenzen effektiver als deren bloße Reflexion. Herkömmliche elektromagnetische Abschirmmaterialien reflektieren jedoch über 90 % der Wellen, wobei die tatsächliche Absorption oft nur 10 % beträgt. Darüber hinaus sind Materialien mit höherem Absorptionsvermögen in der Regel darauf beschränkt, elektromagnetische Wellen innerhalb eines einzigen Frequenzbandes zu absorbieren.
Um diese Einschränkungen zu überwinden, entwickelte das Forschungsteam ein Verbundmaterial, das elektromagnetische Wellen in mehreren Frequenzbändern gleichzeitig absorbieren kann. Diese Technologie absorbiert und eliminiert elektromagnetische Wellen und beseitigt so Probleme mit sekundären Interferenzen. Das Material ist außerdem dünn, flexibel und haltbar genug, um seine Form auch nach tausendfachem Falten und Entfalten beizubehalten, so dass es sich für rollbare Telefone und tragbare Geräte eignet.
Das Team synthetisierte ein magnetisches Material, indem es die Kristallstruktur von Ferrit veränderte, so dass es selektiv gewünschte Frequenzen absorbieren kann. Sie stellten einen ultradünnen Polymerverbundfilm her und brachten auf der Rückseite des Films leitende Muster an, um die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen zu steuern. Durch Anpassung der Form des leitenden Musters kann die Reflexion elektromagnetischer Wellen bei bestimmten Frequenzen drastisch reduziert werden. Zusätzlich wurde auf der Rückseite eine dünne Schicht aus Kohlenstoffnanoröhrchen mit hohen Abschirmungseigenschaften aufgebracht, um die Abschirmung elektromagnetischer Wellen weiter zu verbessern.
Senior Researcher Byeongjin Park vom KIMS, der das Projekt leitete, kommentierte: „Da die Anwendungen der 5G/6G-Kommunikation weiter zunehmen, wird die Bedeutung von Materialien zur Absorption und Abschirmung elektromagnetischer Wellen immer größer.“ Er fügte hinzu: „Dieses Material hat das Potenzial, die Zuverlässigkeit von drahtlosen Kommunikationsgeräten wie Smartphones und autonomen Fahrzeugradaren erheblich zu verbessern.“
Original Paper:
