Vật liệu có khả năng hấp thụ hoàn hảo mọi sóng điện từ

Một nhóm nhà khoa học từ Viện Khoa học vật liệu Hàn Quốc (Korea Institute of Materials Science - KIMS) đã phát triển vật liệu tổng hợp siêu mỏng đầu tiên trên thế giới, có khả năng hấp thụ hơn 99% sóng điện từ ở nhiều băng tần khác nhau, bao gồm 5G/6G, WiFi, radar lái xe tự động.

Những thách thức trong việc hấp thụ sóng điện từ

Sóng điện từ phát ra từ các linh kiện điện tử có thể gây nhiễu, làm giảm hiệu suất của các thiết bị điện tử gần đó. Vật liệu che chắn sóng điện từ được sử dụng để ngăn ngừa điều này và việc hấp thụ sóng điện từ có hiệu quả hơn trong việc giảm nhiễu so với việc chỉ phản xạ lại chúng.

Tuy nhiên, vật liệu chắn sóng điện từ thông thường phản xạ hơn 90% sóng, với độ hấp thụ thực tế thường thấp chỉ 10%. Hơn nữa, vật liệu có độ hấp thụ cao hơn thường chỉ giới hạn hấp thụ sóng điện từ trong một dải tần số duy nhất.

Để khắc phục những hạn chế này, nhóm nghiên cứu phát triển một vật liệu tổng hợp có thể hấp thụ sóng điện từ trên nhiều dải tần số cùng lúc. Công nghệ này hấp thụ và loại bỏ sóng điện từ, giải quyết các vấn đề nhiễu thứ cấp.

Vật liệu này cũng mỏng, linh hoạt, đủ bền để giữ nguyên hình dạng ngay cả sau khi được gấp và mở ra hàng nghìn lần. Khi các ứng dụng của truyền thông 5G/6G tiếp tục mở rộng, tầm quan trọng của vật liệu hấp thụ, che chắn sóng điện từ ngày càng được chú trọng.

Cải tiến trong công nghệ và vật liệu

Nhóm nghiên cứu tại KIMS tổng hợp một vật liệu từ tính, bằng cách thay đổi cấu trúc tinh thể của ferrite, cho phép nó hấp thụ có chọn lọc các tần số mong muốn. Họ chế tạo một màng tổng hợp polymer siêu mỏng, kết hợp các mẫu dẫn điện ở mặt sau của màng để kiểm soát sự lan truyền của sóng điện từ.

Bằng cách điều chỉnh hình dạng của mẫu dẫn điện, sự phản xạ sóng điện từ ở tần số cụ thể có thể giảm đáng kể. Một lớp màng mỏng ống nano carbon có đặc tính che chắn cao cũng được áp dụng ở mặt sau để tăng cường hơn nữa khả năng che chắn sóng điện từ của vật liệu.

Vật liệu hấp thụ, che chắn sóng điện từ mới này có độ dày dưới 0,5mm, có đặc điểm là độ phản xạ thấp dưới 1%, độ hấp thụ cao trên 99% trên ba băng tần khác nhau. Vật liệu này có khả năng cải thiện đáng kể độ tin cậy của các thiết bị truyền thông không dây như điện thoại thông minh, radar xe tự hành.

Nhóm nghiên cứu đã hoàn tất đăng ký bằng sáng chế ở Hàn Quốc và nộp đơn xin cấp bằng sáng chế tại Hoa Kỳ, Trung Quốc và các quốc gia khác. Ngoài ra, công nghệ này đã được chuyển giao cho một số công ty vật liệu, hiện đang áp dụng thực tế vào các thiết bị truyền thông và ô tô.