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中俄科學(xué)家研發(fā)新型聚合物防護(hù)材料，為電磁防護(hù)領(lǐng)域帶來(lái)革新突破

2025年10月09日 17:13:00 來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：4210

多科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)跨學(xué)科合作，成功開(kāi)發(fā)出一種基于聚丙烯的輕質(zhì)柔性復(fù)合材料，絲狀碳結(jié)構(gòu)在材料中的排列方向直接影響其屏蔽性能。

　　近日，一個(gè)由俄羅斯和中國(guó)科學(xué)家組成的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)取得重大突破，成功開(kāi)發(fā)出一種基于聚合物的輕質(zhì)柔性材料，能夠高效阻隔電磁輻射，為解決日益嚴(yán)重的電磁污染問(wèn)題提供了創(chuàng)新解決方案。這一成果有望徹底改變傳統(tǒng)電磁防護(hù)材料依賴金屬的現(xiàn)狀，為電子設(shè)備防護(hù)和個(gè)人健康保護(hù)開(kāi)辟全新途徑。
 
　　隨著智能手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦等電子設(shè)備在日常生活中的普及，人類暴露于電磁輻射的機(jī)會(huì)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。研究表明，長(zhǎng)期持續(xù)暴露在電磁輻射環(huán)境下，可能對(duì)人體多個(gè)系統(tǒng)造成損害，影響血液成分和流動(dòng)特性、引起精密設(shè)備故障等。雖然常見(jiàn)的防護(hù)產(chǎn)品具有一定防護(hù)效果，但存在明顯缺陷，限制其在可穿戴設(shè)備和柔性電子產(chǎn)品中的應(yīng)用；增加產(chǎn)品整體重量，影響用戶體驗(yàn)；難以適應(yīng)復(fù)雜形狀和設(shè)備的小型化趨勢(shì)。
 
　　來(lái)自俄羅斯波羅的海聯(lián)邦大學(xué)、圣彼得堡彼得大帝理工大學(xué)、圣彼得堡國(guó)家航空航天儀器制造大學(xué)，以及中國(guó)浙江大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)跨學(xué)科合作，成功開(kāi)發(fā)出一種基于聚丙烯的輕質(zhì)柔性復(fù)合材料。研究團(tuán)隊(duì)將線狀與球狀炭黑顆粒以最優(yōu)空間構(gòu)型植入聚合物基體，顯著改變了材料的電磁特性。這種設(shè)計(jì)的巧妙之處在于，絲狀碳結(jié)構(gòu)在材料中的排列方向直接影響其屏蔽性能。
 
　　研究人員發(fā)現(xiàn)，絲狀碳顆粒在材料中的行為類似于波導(dǎo)：當(dāng)顆粒垂直于電磁波入射面排列時(shí)，屏蔽效果最佳；當(dāng)結(jié)構(gòu)與電磁波方向平行時(shí)，屏蔽效率下降，波傳輸增強(qiáng)。這一特性使得新材料不僅能有效屏蔽電磁輻射，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)屏蔽效果的定向調(diào)控，為不同應(yīng)用場(chǎng)景提供定制化解決方案。
 
　　與傳統(tǒng)金屬防護(hù)材料相比，這種聚合物復(fù)合材料具有顯著優(yōu)勢(shì)：基于聚合物的特性使材料更輕、更易塑形；通過(guò)引入碳填料，材料的耐磨性提升數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí)；能夠根據(jù)特定需求調(diào)整屏蔽性能和導(dǎo)電性能；適用于可穿戴設(shè)備、醫(yī)療儀器、航空航天設(shè)備等多種場(chǎng)景
 
　　該研究的突破性不僅在于材料本身的性能，更在于它為電磁防護(hù)領(lǐng)域提供了全新的思路。隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，電磁環(huán)境將愈加復(fù)雜，對(duì)這種高效、輕便、可定制的防護(hù)材料的需求也將持續(xù)增長(zhǎng)。研究人員表示，這一技術(shù)還可以進(jìn)一步優(yōu)化，未來(lái)可能實(shí)現(xiàn)根據(jù)電磁波頻率自動(dòng)調(diào)整屏蔽特性的智能材料，為構(gòu)建更安全的電子生活環(huán)境提供堅(jiān)實(shí)保障。
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