德雷克塞爾大學(xué)工程學(xué)院的研究人員報告說，涂有稱為MXene的導(dǎo)電二維材料的織物在阻擋電磁波和潛在有害輻射方面非常有效。這一發(fā)現(xiàn)是將技術(shù)能力融入服裝和配飾的一項重要進展。

Drexel工程學(xué)院的最新研究表明，在棉或亞麻織物上添加MXene涂層可以使其具有抗電磁干擾的能力。

阻止電磁波的材料在幾年前就已經(jīng)有了商業(yè)應(yīng)用，當時人們擔心高科技竊賊會掃描或復(fù)制信用卡，護照或侵入筆記本電腦，而非接觸式汽車鑰匙則將人們放在專用的錢包，袋子和受保護的口袋中。盡管報告表明這些擔憂已被夸大，但隨著越來越多的制造商將傳感和通信技術(shù)整合到織物中，對此類紡織品的需求可能會增長。

它們也可以部署在國防組織中，以保護設(shè)備免受跟蹤和黑客攻擊，并保護人們免受強烈的微波輻射。根據(jù)最近的報道，這種微波輻射可能已被用來對付美國和加拿大的外交官。

“可穿戴設(shè)備將需要屏蔽移動設(shè)備經(jīng)常產(chǎn)生的電磁干擾（EMI），并且屏蔽應(yīng)作為服裝的一部分進行集成，”杰出大學(xué)博士，Drexel的巴赫教授YuryGogotsi說道，他最近領(lǐng)導(dǎo)了研究發(fā)表在材料科學(xué)雜志CARBON上。“一段時間以來，我們已經(jīng)知道MXene具有比其他材料更好的阻擋電磁干擾的能力，但是這一發(fā)現(xiàn)表明，它可以有效地粘附到織物上并保持其獨特的屏蔽能力。”

“用于高效電磁干擾屏蔽的高導(dǎo)電性和可縮放性的Ti3C2Tx涂層織物”結(jié)構(gòu)組成與屏蔽效果。

干擾來自電子設(shè)備產(chǎn)生的殘留電磁場。用戶將其視為嗡嗡聲，設(shè)備功能的緩慢或暫時停止。這是暫時的不便，但是隨著移動設(shè)備和互聯(lián)技術(shù)（包括可穿戴設(shè)備）的廣泛使用，這些時刻變得越來越頻繁。

根據(jù)Gogotsi的說法，改善這些設(shè)備的設(shè)計需要使用屏蔽材料來容納設(shè)備產(chǎn)生的電磁場，并保護其免受其他設(shè)備產(chǎn)生的干擾。Gogotsi的團隊近十年前首次生產(chǎn)并研究了導(dǎo)電二維MXene材料，該團隊一直在測試MXene涂層的這種作用，并取得了可喜的成果。

Gogotsi說：“MXene非常適合用作屏蔽層，因為它們可以以噴涂，油墨或油漆的形式穩(wěn)定生產(chǎn)，因此可以在不增加太多重量或占用更多空間的情況下應(yīng)用于紡織品。”“我們還發(fā)現(xiàn)MXene屏蔽層可以吸收和反射電磁波，因此它不僅可以保護可穿戴設(shè)備和電子產(chǎn)品，還可以保護人們免受強電磁場的侵害。”

事實證明，涂有MXene解決方案的棉或亞麻織物對阻止移動設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾有效率為99.9％。

研究人員的最新發(fā)現(xiàn)表明，在MXene溶液中浸涂常規(guī)棉或亞麻織物將使其變成同樣強大的屏蔽材料-屏蔽EMI的效率超過99.9％。

懸浮在溶液中的MXene薄片由于帶電荷而自然粘附在常規(guī)棉和亞麻織物中的纖維上。這樣可產(chǎn)生徹底而持久的涂層，而無需進行前處理或后處理過程即可生產(chǎn)出大多數(shù)市售的導(dǎo)電紗線和織物。

作為研究的一部分，對MXene涂層的織物在正常條件下存放兩年后進行了測試，結(jié)果表明屏蔽效率僅略有下降-大約10％。

Gogotsi研究小組的博士生SimgeUzun表示：“這項工作為目前的EMI屏蔽紡織品提供了大大改進的替代品。”作為她的博士課程的一部分，她進行了這項研究。“MXene涂層的織物不僅超過了商用金屬涂層的織物的性能，而且可以通過在不進行額外處理或添加化學(xué)添加劑的情況下以水溶液形式涂布而可持續(xù)地生產(chǎn)。”
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