हाल ही में, शेन्ज़ेन इंस्टीट्यूट ऑफ एडवांस्ड टेक्नोलॉजी, चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज के सन रोंग और अन्य संबंधित शोधकर्ताओं ने हल्के सिल्वर/रिड्यूस्ड ग्राफीन ऑक्साइड लेपित कार्बनीकृत मेलामाइन (सीएमएफ/आरआरजीओ/एजी) फोम सामग्री तैयार करने के लिए एक सरल एक-चरणीय ताप उपचार विधि प्रस्तावित की। कार्बनीकृत मिश्रित मेलामाइन फोम सामग्री ने उत्कृष्ट यांत्रिक गुण और उत्कृष्ट ईएमआई परिरक्षण प्रभाव (ईएमआई एसई) प्रदान किया।
5G संचार और स्मार्ट फोन के उदय ने विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप की समस्या को और बढ़ा दिया है।
गंभीर विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप से डेटा हानि, सिस्टम विफलता और यहां तक कि मानव स्वास्थ्य को भी खतरा हो सकता है।
अल्ट्रा-कम घनत्व और अच्छे यांत्रिक लचीलेपन के साथ उच्च-प्रदर्शन विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप परिरक्षण सामग्री का विकास हानिकारक विद्युत चुम्बकीय तरंग प्रदूषण या विकिरण को दबाने का एक प्रभावी तरीका है।
पारंपरिक धातु सामग्रियों के लिए, चालकता में सुधार करना हमेशा से उच्च प्रदर्शन वाली परिरक्षण सामग्री प्राप्त करने की प्राथमिक रणनीति रही है।
इसके अतिरिक्त, ग्राफीन, कार्बन नैनोट्यूब और एमएक्सीन जैसे नए नैनोमटेरियल में भी उच्च ईएमआई परिरक्षण प्रदर्शन की सूचना मिली है।
नैनोमटेरियल की अत्यधिक लचीली विनिर्माण प्रक्रिया के कारण, इन सामग्रियों को EMI परिरक्षण के लिए फोम या फिल्म के रूप में संसाधित किया जाता है। नैनोमटेरियल के फोमयुक्त रूप की तुलना में, सघन फ़िल्में उच्च चालकता प्रदर्शित करती हैं।
उच्च चालकता, आपतित विद्युत चुम्बकीय तरंगों को दृढ़तापूर्वक परावर्तित करके सीधे उच्च EMI SE उत्पन्न कर सकती है।
उदाहरण के लिए, अत्यधिक सुचालक धातुओं का विद्युत चुम्बकीय तरंग परावर्तन गुणांक आमतौर पर 90% से अधिक होता है, जिसका अर्थ है कि 90% विद्युत चुम्बकीय तरंगें मुक्त स्थान में परावर्तित हो जाएंगी।
परावर्तित विद्युत चुम्बकीय तरंगें गंभीर द्वितीयक विद्युत चुम्बकीय विकिरण प्रदूषण भी पैदा कर सकती हैं। कम विद्युत चुम्बकीय तरंग परावर्तन गुणांक के साथ उच्च प्रदर्शन वाली ईएमआई परिरक्षण सामग्री प्राप्त करना अभी भी एक चुनौती है।
फोम-प्रकार की परिरक्षण सामग्री एक छिद्रपूर्ण संरचना से बनी होती है। अपने हल्के वजन, अच्छी यांत्रिक संपीड़न क्षमता और समायोज्य EMI परिरक्षण प्रदर्शन के कारण, इसमें पारंपरिक कठोर धातु परिरक्षण सामग्री को बदलने की बहुत संभावना है।
विशेष रूप से, छिद्रपूर्ण संरचना फोम-प्रकार की परिरक्षण सामग्री को घटना विद्युत चुम्बकीय तरंगों पर स्पष्ट रूप से कई प्रतिबिंब बनाने में सक्षम बनाती है, ताकि फोम विद्युत चुम्बकीय तरंगों को अवशोषित और क्षीण कर सके। यह बताया गया है कि छिद्रपूर्ण संरचना MXene द्वारा विद्युत चुम्बकीय तरंगों के अवशोषण को बढ़ाएगी।
ठोस पदार्थों की तुलना में, छिद्रपूर्ण संरचना में बेहतर विद्युत चुम्बकीय तरंग प्रतिबाधा मिलान क्षमता होती है, और घटना विद्युत चुम्बकीय तरंगों को परिरक्षण फोम की आंतरिक संरचना में प्रवेश करा सकती है। इसलिए, कम परावर्तन गुणांक और उच्च अवशोषण गुणांक वाली EMI परिरक्षण सामग्री में अच्छा प्रतिबाधा मिलान (कम परावर्तन) और उच्च बहु परावर्तन होना चाहिए। उदाहरण के लिए, उच्च EMI SE और अवशोषण गुणांक के साथ स्तरित संरचनाएँ, बहु-परत संरचनाएँ और आइसोट्रोपिक संरचनाएँ तैयार की गई हैं। आम तौर पर, जटिल संरचनाओं और बहु-घटकों में अक्सर बहु-चरण प्रसंस्करण शामिल होता है, और यांत्रिक लचीलापन खराब होता है।
सिल्वर-प्लेटेड पॉलीमाइड फोम को भौतिक छिड़काव विधि द्वारा तैयार किया गया था, और इसका घनत्व 23 किग्रा/एम3 था। सिल्वर-प्लेटेड मेलामाइन फोम को रासायनिक जमाव द्वारा तैयार किया गया था। तैयार सिल्वर-प्लेटेड मेलामाइन फोम में EMI हाई SE 90 dB और सिल्वर कंटेंट 63.5 wt% है। इसके अलावा, कॉपर/निकल कोटेड पॉलीमेथैक्रिलिमाइड हाइब्रिड फोम और गोल्ड नैनोपार्टिकल कोटेड पॉलीमर-आधारित नैनोफाइबर इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंटरफेरेंस शील्डिंग इलेक्ट्रोलेस प्लेटिंग विधि भी प्रस्तावित है।
हालांकि, कठोर धातु और लचीले फ्रेम के बीच अंतर्निहित इंटरफ़ेस बेमेल के कारण, इलेक्ट्रोप्लेटिंग, इलेक्ट्रोलेस प्लेटिंग और भौतिक छिड़काव द्वारा तैयार धातु फोम परिरक्षण सामग्री में खराब यांत्रिक गुण होते हैं। धातु कणों और लचीले फोम कंकाल के बीच संबंध को बढ़ाना और उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों के साथ धातु फोम परिरक्षण सामग्री को साकार करना अभी भी चुनौतियों से भरा है।
इस अध्ययन में, लेखक ने हल्के वजन वाले सिल्वर/रिड्यूस्ड ग्रेफीन ऑक्साइड कोटेड कार्बोनाइज्ड मेलामाइन (CMF/rGO/Ag) कम्पोजिट फोम मटेरियल को तैयार करने के लिए एक सरल वन-स्टेप हीट ट्रीटमेंट रणनीति का प्रस्ताव दिया है, जिसमें बेहतरीन यांत्रिक गुण और बेहतरीन EMI शील्डिंग प्रभाव (EMI SE) है। कम्पोजिट फ्रेमवर्क और सिल्वर के बीच बेहतर इंटरफेस के कारण, CMF/rGO/Ag फोम ने 1000 लोडिंग-अनलोडिंग कम्प्रेशन टेस्ट चक्रों के बाद बेहतरीन संरचनात्मक स्थिरता दिखाई। इसके अलावा, फोम का EMI SE केवल 50.6 mg cm16 g-2 के घनत्व और 1 vol% की अल्ट्रा-लो Ag सामग्री पर 0.09 dB तक पहुंच गया।
दिलचस्प बात यह है कि छिद्रपूर्ण ढांचे और कई इंटरफेस के सहयोग से CMF/rGO/Ag फोम का असामान्य रूप से उच्च अवशोषण गुणांक (0.5 से अधिक) प्राप्त हुआ। CMF/rGO/Ag फोम के उच्च अवशोषण गुणांक परिरक्षण तंत्र का आगे परिमित तत्व विश्लेषण (FEA) द्वारा अध्ययन किया गया। CMF/rGO/Ag फोम के उत्कृष्ट निकट-क्षेत्र EMI परिरक्षण प्रदर्शन से पता चलता है कि कम घनत्व वाले, मजबूत CMF/rGO/Ag फोम में इलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग के लिए EMI परिरक्षण सामग्री के रूप में बहुत लाभ और व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएँ हैं।