Het onderzoeksteam van Dr. Byeongjin Park en Dr. Sang Bok Lee van de Composites & Convergence Materials Research Division van het Korea Institute of Materials Science (KIMS) heeft ’s werelds eerste ultradunne filmcomposietmateriaal ontwikkeld dat meer dan 99% van de elektromagnetische golven van verschillende frequentiebanden (zoals 5G/6G, WiFi en autonome rijradar) kan absorberen met behulp van één enkel materiaal.
Dit elektromagnetische golfabsorptie- en afschermingsmateriaal is minder dan 0,5 mm dik en onderscheidt zich door zijn lage reflectie van minder dan 1% en hoge absorptie van meer dan 99% over drie verschillende frequentiebanden.
Elektromagnetische golven die door elektronische componenten worden uitgezonden, kunnen interferentie veroorzaken, wat leidt tot prestatievermindering in andere elektronische apparaten in de buurt. Elektromagnetische afschermingsmaterialen worden gebruikt om dit te voorkomen en het absorberen van elektromagnetische golven is effectiever in het verminderen van interferentie dan ze alleen te reflecteren. Conventionele elektromagnetische afschermingsmaterialen reflecteren echter meer dan 90% van de golven, met een werkelijke absorptie die vaak zo laag is als 10%. Bovendien zijn materialen met een hogere absorptie doorgaans beperkt tot het absorberen van elektromagnetische golven binnen één frequentieband.
Om deze beperkingen te overwinnen, ontwikkelde het onderzoeksteam een composietmateriaal dat elektromagnetische golven over meerdere frequentiebanden tegelijk kan absorberen. Deze technologie absorbeert en elimineert elektromagnetische golven, waardoor secundaire interferentieproblemen worden opgelost. Het materiaal is ook dun, flexibel en duurzaam genoeg om zijn vorm te behouden, zelfs nadat het duizenden keren is gevouwen en uitgevouwen, waardoor het geschikt is voor gebruik in oprolbare telefoons en draagbare apparaten.
Het team synthetiseerde een magnetisch materiaal door de kristalstructuur van ferriet te veranderen, waardoor het selectief gewenste frequenties kan absorberen. Ze produceerden een ultradunne polymeercomposietfilm en verwerkten geleidende patronen op de achterkant van de film om de voortplanting van elektromagnetische golven te regelen. Door de vorm van het geleidende patroon aan te passen, kan de reflectie van elektromagnetische golven op specifieke frequenties drastisch worden verminderd. Bovendien werd een dunne koolstofnanobuisfilm met hoge afschermende eigenschappen op de achterkant aangebracht om de elektromagnetische golfafschermingscapaciteiten van het materiaal verder te verbeteren.
Senior Researcher Byeongjin Park van KIMS, die het project leidde, merkte op: “Naarmate de toepassingen van 5G/6G-communicatie blijven toenemen, groeit het belang van elektromagnetische golfabsorptie en afschermingsmaterialen.” Hij voegde ook toe: “Dit materiaal heeft het potentieel om de betrouwbaarheid van draadloze communicatieapparaten zoals smartphones en autonome voertuigradars aanzienlijk te verbeteren.”
Dit onderzoek werd gefinancierd door de fundamentele onderzoeksprojecten van KIMS en de Electromagnetic Solution Integrated Research Group (SEIF) onder de National Research Council of Science & Technology. De bevindingen werden gepubliceerd als coverartikel in de editie van 1 oktober van het internationaal gerenommeerde tijdschrift Advanced Functional Materials (eerste auteur: Dr. Byeongjin Park). Het onderzoeksteam heeft de binnenlandse patentregistratie voltooid en heeft ook patenten aangevraagd in de VS, China en andere landen. Bovendien is de technologie overgedragen aan verschillende binnenlandse materiaalbedrijven en wordt deze momenteel toegepast op daadwerkelijke communicatieapparaten en auto’s.