Uma equipe de pesquisa relatou a primeira síntese bem-sucedida de precursores máximos de nitrogênio ajustável (N) ajustáveis e precursores máximos e materiais bidimensionais (2D) resultantes. Suas descobertas foram publicadas em Materiais avançados.
Mxenos é uma classe de second nanomateriais composto de camadas alternadas de steel e carbono. Eles são conhecidos por sua alta condutividade elétrica e propriedades químicas versáteis, o que os torna promissores para uma ampla gama de aplicações.
Em specific, os Mxenos estão atraindo a atenção como materiais leves e ultrafinos para blindagem contra a interferência eletromagnética (EMI), especialmente na faixa de sub-terahertz (sub-THZ). Comparados aos escudos metálicos convencionais, que são pesados, propensos à corrosão e menos eficazes em altas frequências, os mxenos oferecem melhor blindagem de alta frequência com peso e espessura reduzidos.
A maioria dos Mxenos desenvolvidos até agora tem sido baseada em carbono. No entanto, estudos teóricos sugeriram que a substituição de alguns átomos de carbono por nitrogênio poderia melhorar ainda mais suas propriedades físicas e químicas. As tentativas anteriores de alcançar essa substituição foram limitadas pelos desafios da síntese. Este estudo superou esses obstáculos substituindo parcialmente o carbono nos precursores máximos por nitrogênio, usando um método de síntese baseado em titânio. Os materiais MXENE resultantes mostraram melhor desempenho.
Os filmes de mxeno substituídos por N, que têm apenas 5 a ten micrômetros de espessura-aproximadamente um décimo da espessura de um cabelo humano-demonstraram uma condutividade elétrica de 35.000 s/cm. Este é o valor mais alto relatado para os Mxenos até o momento e contribui para sua forte capacidade de blindagem EMI.
O método também permite controle preciso sobre o nível de substituição de nitrogênio, de 0% a quase 100%, mantendo uma estrutura de cristal única livre de impurezas. Essa ajuste permite ajustes finos nas propriedades eletromagnéticas do materials, tornando-o adequado para várias aplicações de alta frequência e relacionadas à EMI.
Os Mxenos N-substituídos N representam um avanço inovador na tecnologia de blindagem eletromagnética de próxima geração. Eles têm o potencial de reduzir significativamente a interferência eletromagnética em uma ampla gama de campos – de dispositivos móveis e Automotivo ou Aeroespacial sistemas eletrônicos para infraestrutura de comunicação avançada.
Quickly Yong Kwon, Professor da Escola de Pós-Graduação de Materiais Semicondutores e Engenharia de Dispositivos, Ulsan Nationwide Institute of Science & Know-how
Este estudo foi apoiado pelo Nano Materials Know-how Growth Program da Fundação Nacional de Pesquisa da Coréia (NRF), que é financiada pelo Ministério da Ciência e TIC (MSIT).
Referência do diário:
Han, J.-H. et al. (2025) Filmes de Mxeno Condutor Ultrahight para Escudo de Interferência Eletromagnética de Banda Broad de banda larga. Materiais avançados. doi.org/10.1002/adma.202502443