Инженерам из Университета Глазго удалось, кажется, невозможное: они нашли способ заглушить электронный шум, не превращая при этом гаджеты в свинцовые бункеры. Их разработка — ультратонкая плёнка из серебряных нанонитей — отсекает более 99% паразитного излучения, оставаясь практически невидимой и гибкой.
Для индустрии это не просто очередное улучшение характеристик, а реальный шанс на создание принципиально новых медицинских имплантатов и носимой электроники. Мы буквально купаемся в радиоволнах.
Смартфоны, домашние роутеры, вышки 5G, фитнес-браслеты — все они непрерывно фонят, создавая плотную завесу электромагнитного тумана. У этого технического прогресса есть и тёмная сторона: электромагнитная интерференция (ЭМИ).
Хаотичные сигналы способны сбить с толку чувствительную электронику, что звучит как досадная помеха для телефона, но становится критической угрозой, когда речь заходит о кардиостимуляторах или системах жизнеобеспечения. Здесь, права на ошибку просто нет.
Раньше перед конструкторами стоял жёсткий выбор: хочешь надёжной защиты — закрывай устройство плотным слоем металла. Но металл тяжёл, не гнётся и не пропускает свет, что ставит крест на дизайне.
Команде профессора Хади Хейдари удалось обойти этот барьер. Они создали материал толщиной всего 5,1 микрометра — тоньше человеческого волоса, — который умудряется сочетать отличную оптику с высокой электропроводностью.
Читайте: В 3 раза легче стали – «Неплавящийся» алюминий по принципу железобетона
Наноразмерное плетение
Долгое время физика диктовала свои условия: материал либо хорошо проводит ток, либо прозрачен.
Попытки использовать металлические нанопроволоки предпринимались и раньше, но хаотично разбросанные нити работали плохо, оставляя «дыры» в защите. Шотландцы пошли другим путём, применив метод межфазного диэлектрофореза.
Если не углубляться в дебри терминологии, они использовали точно настроенные электрические поля, чтобы принудительно выстроить серебряные нити в строгом порядке на гибкой полимерной основе.
Ведущий автор работы Цзюньган Чжан отмечает, что именно контроль укладки стал решающим фактором: «Впервые нам не приходится жертвовать прозрачностью ради проводимости. Мы научились укладывать проволоки с нанометровой точностью, оставляя между ними микроскопические зазоры».
Любопытно, что эти промежутки работают как своего рода ловушки, они гасят энергию входящих волн ещё на подступах к чувствительной начинке устройства, действуя, как ёмкостная сеть.
Лазерная сварка
Чтобы превратить тонкую паутину в надёжный щит, потребовался второй этап — обработка пикосекундным лазером.
Импульсы длительностью в триллионную долю секунды сработали ювелирно: они «сварили» нанопроволоки в местах соприкосновения, создав скоростные магистрали для тока, и заодно выжгли лишние изолирующие примеси.
Эффект оказался двойным, превзойдя ожидания учёных. Сопротивление материала рухнуло сразу в 46 раз, а прозрачность, наоборот, подросла на 10% благодаря очистке поверхности.
Сухие цифры тестов также впечатляют: плёнка блокирует 99,97% излучения в диапазоне от 2,2 до 6 ГГц — именно там «живут» самые популярные частоты Wi-Fi и 5G. При этом сквозь неё свободно проходит 83% видимого света.
Перспективы внедрения
Для рынка это означает снятие оков, дизайн гибких устройств больше не будет упираться в необходимость массивного экранирования.
Авторы исследований утверждают, что их упорядоченная структура в тысячу раз эффективнее обычных, «случайных» наносетей. И это не просто лабораторный курьёз: исследователи уже напечатали листы формата 40 на 80 см, доказав, что технология готова к заводским масштабам.
Это критически важно, например, для имплантов. Им нужно передавать чистый сигнал наружу для мониторинга в реальном времени, но при этом наглухо блокировать внешние шумы».
Впрочем, прежде, чем мы увидим такие плёнки в больницах, предстоит пройти один важный экзамен. Эксперты напоминают: нужно убедиться, что материал выдержит долгие годы работы внутри живого организма, доказав свою биосовместимость.
Хочу первым узнавать о ТЕХНОЛОГИЯХ – ПОДПИСАТЬСЯ на Telegram
Читать свежие обзоры гаджетов на нашем сайте – TehnObzor.RU