德雷克塞爾大學(xué)發(fā)現(xiàn)MXene材料新應(yīng)用，可屏蔽99%的輻射

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2020-12-30 14:03

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　　本月,已有四年之久的哈瓦那綜合征終于有了合理的解釋,美國(guó)國(guó)家科學(xué)院發(fā)布的一份新報(bào)告稱(chēng),此前報(bào)告的一系列神秘的神經(jīng)系統(tǒng)疾病可能是由定向微波能量引起的。

　　微波輻射通常是指頻率在300～300000MHz波長(zhǎng)在1m以下的電磁波,是一種物理性污染源,不易被察覺(jué)。

　　超過(guò)一定量的微波輻射會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害,具體的影響主要是中樞神經(jīng)系統(tǒng),可能導(dǎo)致頭痛、頭昏、睡眠問(wèn)題、記憶減退等等。此外,還會(huì)對(duì)心血管系統(tǒng)及生殖系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

　　微波輻射在生活中存在很廣泛,手機(jī)、微波爐、路由器等都存在少量微波輻射。不過(guò),由于數(shù)值極小,因此不用擔(dān)心對(duì)身體產(chǎn)生太大影響。

　　近日,針對(duì)微波輻射,科學(xué)家研制出了一種特殊織物,稱(chēng)“法拉第織物”,可以阻擋幾乎所有的電磁波。

　　這項(xiàng)研究成果來(lái)自美國(guó)德雷克塞爾大學(xué)(Drexel University),已發(fā)表在《Carbon》雜志上。

　　這種織物的關(guān)鍵成分是一種叫做MXene的材料,這一成果有助于保護(hù)可穿戴設(shè)備免受干擾,保護(hù)人們免受潛在的危險(xiǎn)輻射。

　　MXenes是一種導(dǎo)電的二維材料,因其在可噴涂天線(xiàn)、導(dǎo)電粘土和快速充電電池電極方面的應(yīng)用而越來(lái)越受到關(guān)注。

　　幾個(gè)月前,德雷克塞爾大學(xué)的團(tuán)隊(duì)描述了一種特殊的MXene材料——碳氮化鈦(titanium carbonitride)優(yōu)異的的電磁屏蔽性能。

　　碳氮化鈦不僅非常薄(只有幾個(gè)原子厚),而且它會(huì)吸收信號(hào)而不是反射信號(hào),所以在這個(gè)過(guò)程中它阻擋了電磁波。

　　在新的研究中,研究人員發(fā)現(xiàn)了MXene屏蔽的新應(yīng)用,即制作屏蔽電磁波的織物。他們將棉麻樣品浸入MXene溶液中,發(fā)現(xiàn)最終可阻擋99.9%以上的信號(hào)。

　　經(jīng)過(guò)仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn),似乎由于材料的電荷,MXene材料能很好地粘在織物纖維上。該團(tuán)隊(duì)表示,這樣可以制成了一種耐用的涂層,不需要像其他導(dǎo)電材料那樣進(jìn)行其他的前處理或后處理過(guò)程。

　　在長(zhǎng)期有效性測(cè)試中,這些織物證明表現(xiàn)出了不錯(cuò)的性能。常規(guī)條件下存放兩年后,樣品的屏蔽效果只有相對(duì)較小的下降,在8%到13%之間。

　　通常,電磁防輻射服是利用服裝內(nèi)金屬纖維構(gòu)成的環(huán)路產(chǎn)生感生電流,由感生電流產(chǎn)生反向電磁場(chǎng)進(jìn)行屏蔽。金屬纖維材質(zhì)可以反射電磁波, 即當(dāng)金屬網(wǎng)孔徑小于電磁波波長(zhǎng)1/4 時(shí),電磁波不能透過(guò)金屬網(wǎng)。

　　這一成果為當(dāng)前的電磁干擾屏蔽材料提供了更好的選擇,MXene涂層織物不僅超越了商業(yè)金屬涂層織物的性能,而且它們可以通過(guò)涂層形式的水溶液可持續(xù)生產(chǎn),而無(wú)需額外的加工或化學(xué)添加劑。

　　該團(tuán)隊(duì)表示,這些屏蔽織物可用于保護(hù)可穿戴電子產(chǎn)品免受干擾,而不會(huì)給它們?cè)黾舆^(guò)多的體積,還可以用于為那些需要冒險(xiǎn)進(jìn)入具有危險(xiǎn)的高電磁場(chǎng)場(chǎng)所的人員或那些可能暴露在強(qiáng)微波輻射下的人員制作防護(hù)服。