La prolifération et la miniaturisation de l’électronique dans les appareils, les implants médicaux portables et d’autres applications ont rendu les technologies de blocage des interférences électromagnétiques (EMI) particulièrement importantes, tout en rendant leur mise en œuvre moreover difficile. Alors que les EMI peuvent provoquer des perturbations de la interaction dans les applications critiques, entraînant des conséquences potentiellement désastreuses, les blindages EMI traditionnels nécessitent de grandes épaisseurs pour être efficaces, ce qui entrave la flexibilité de conception.



Une alternative réside dans les MXenes, une famille de carbures, nitrures et carbonitrures de métaux de transition 2D avec un potentiel de blocage des EMI qui démontrent une conductivité élevée et d’excellentes propriétés de blindage EMI. La clé de la commercialisation de ces matériaux est la fabrication à l’échelle industrielle.

Une équipe de recherche multi-institutionnelle dirigée par André ? D. Taylor, professeur de génie chimique et biomoléculaire à la NYU Tandon School of Engineering a démontré une nouvelle approche de la fabrication de MXene qui pourrait conduire à des méthodes de generation à grande échelle de films autoportants MXene: coulée en goutte sur des substrats hydrophobes pré-modelés. Leur méthode a conduit à une amélioration de 38% de l’efficacité du blindage EMI par rapport aux méthodes conventionnelles. Le travail, « Movies MXene évolutifs, hautement conducteurs et micropatternables pour un blindage amélioré contre les interférences électromagnétiques » dans le numéro du leading anniversaire de la publication de Cell Push, suggère que les movies MXene micropatterned, préparés selon une méthode qui est évolutive et permet un haut débit, peut être facilement utilisé dans les purposes de blindage EMI, de stockage d’énergie et d’optoélectronique.



L’équipe, y compris l’auteur principal Jason Lipton, un Ph.D. candidat sous la path de Taylor, ainsi qu’Elisa Riedo de NYU Tandon et des chercheurs de l’Université Drexel et du Brookhaven Nationwide Laboratory, ont coulé des dispersions aqueuses de nanofeuilles de MXene (avec la formule Ti3C2Tx) sur des substrats de polystyrène hydrophobe et les ont séchées. Après séchage, les movies autoportants résultants peuvent être facilement décollés, une méthode démontrant une variété d’avantages par rapport à la méthode de filtration assistée par vide conventionnelle en ce qui concerne l’efficacité du temps, la simplicité de fonctionnement et le lissé de surface area.

Taylor a déclaré que la beauté de la méthode de coulée en goutte réside dans sa capacité à permettre la modulation de motifs 3D à l’échelle micrométrique sur la area du movie en utilisant des substrats pré-modelés (tels qu’un disque vinyle, un emballage rétroréfléchissant et une bande rétroréfléchissante). Il a ajouté que la recherche mène à une manufacturing plus strong.

« Notre travail illustre comment les nanoflocons de MXene peuvent être transformés en films autoportants sans avoir besoin d’instruments complexes et énergivores.

Lipton a ajouté qu’un avantage essentiel du processus est qu’il permet de mieux contrôler la configuration du movie mince du Ti3C2Tx (y compris la taille latérale et l’épaisseur).

« La sagesse conventionnelle pour la fabrication de movies MXene est que vous devez faire correspondre un matériau hydrophile avec un substrat hydrophile pour obtenir un revêtement lisse », a déclaré Lipton. « Nous avons constaté que si vous essayez plutôt d’utiliser une floor hydrophobe, il en résulte une generation easy et évolutive de movies autoportants, auto les MXènes préfèrent coller ensemble plutôt qu’interagir avec la surface. Comme il existe de nombreux plastiques microstructurés disponibles dans le commerce, il existe de nombreux choices pour créer un film MXene à motifs 3D, et nous constatons que le choix du bon motif peut considérablement améliorer l’efficacité du blindage EMI. Cela ouvre de nombreuses opportunités pour étudier différents composites MXene micro-structurés pour des apps très variées.  »

« La preuve de thought marque une étape essentielle vers la output huge de films Ti3C2Tx, ce qui ouvre un cadre lumineux pour accélérer la commercialisation des produits MXene », a ajouté Taylor.