Ultradünne Folie absorbiert 99 % aller elektromagnetischen Wellen
Ultradünne Folie absorbiert 99 % elektromagnetischer Wellen und sorgt für Interferenzfreiheit in 5G, 6G und Radarsystemen.
Obwohl die Folie ultradünn ist, absorbiert sie einen Großteil der elektromagentischen Wellen.
Foto: Korea Institute of Materials Science
Ein Team am Korea Institute of Materials Science (KIMS) hat ultradünne Folie entwickelt, die einen Großteil der elektromagnetischen Wellen in verschiedenen Frequenzbereichen absorbiert. Die neue Technologie setzt auf einen nur 0,5 mm dünnen Verbundstoff und ermöglicht eine hohe Abschirmung ohne störende Reflektion, was sie ideal für Anwendungen in modernen Kommunikations- und Automobiltechnologien macht.
Fast perfekte elektromagnetische Abschirmung
Ein Forschungsteam um Dr. Byeongjin Park und Dr. Sang Bok Lee vom KIMS hat die Abschirmfolie entwickelt. Es soll das weltweit erste ultradünne Filmverbundmaterial sein, das in der Lage ist, über 99 % der elektromagnetischen Wellen aus verschiedenen Frequenzbändern (wie 5G/6G, WiFi und Radar für autonomes Fahren) mit einem einzigen Material zu absorbieren.
Laut Forschenden könnte die lediglich 0,5 mm dicke Folie das Potenzial haben, die Effizienz und Zuverlässigkeit moderner Kommunikationssysteme deutlich zu verbessern.
Absorption statt Reflexion: Die Vorteile der neuen Technologie
Elektromagnetische Wellen, die von elektronischen Geräten emittiert werden, können sich negativ auf benachbarte Systeme auswirken und deren Funktion beeinträchtigen. Herkömmliche Abschirmmaterialien setzen oft auf Reflexion, was jedoch nur bedingt wirksam ist, da über 90 % der Wellen lediglich reflektiert, aber nicht absorbiert werden.
Das Forschungsteam von KIMS erkannte, dass Absorption effektiver ist, um die Interferenzen zwischen verschiedenen Geräten zu reduzieren. „Dieses Material hat das Potenzial, die Zuverlässigkeit drahtloser Kommunikationsgeräte wie Smartphones und Radarsysteme autonomer Fahrzeuge erheblich zu steigern“, so der leitende Forscher Byeongjin Park.
Eine flexible Lösung für vielseitige Anwendungen
Der entwickelte Verbundstoff zeichnet sich nicht nur durch seine hohen Abschirmungseigenschaften aus, sondern ist auch flexibel und formstabil. Diese Eigenschaft ist entscheidend für moderne Geräte, die flexible Bauteile erfordern – etwa aufrollbare Smartphones oder tragbare Elektronik.
Selbst nach Tausenden von Faltvorgängen bleibt die Folie laut Forschungsteam in ihrer ursprünglichen Form und behält ihre Leistungsfähigkeit bei. Das macht sie besonders geeignet für Anwendungen, die hohe Flexibilität und Dauerhaftigkeit erfordern.
Auf der Grafik ist die Funktionsweise der Abschirmfolier zu sehen.
Foto: Korea Institute of Materials Science
So funktioniert die Abschirmfolie
Um die einzigartigen Abschirmungseigenschaften zu erreichen, änderte das Team die Kristallstruktur von Ferrit, einem magnetischen Material, und synthetisierte es so, dass es gezielt bestimmte Frequenzen absorbiert. Zusätzlich wurde ein leitfähiges Muster in die Rückseite der Folie integriert, das die Verbreitung elektromagnetischer Wellen steuert. Durch die Form und Struktur dieses leitfähigen Musters lassen sich Reflexionen in ausgewählten Frequenzbereichen stark reduzieren.
Zur weiteren Optimierung der Abschirmungseigenschaften kam ein Kohlenstoffnanoröhrchen-Dünnfilm hinzu, der auf die Rückseite der Folie aufgetragen wurde. Diese Schicht sorgt für eine zusätzliche Barriere und trägt maßgeblich dazu bei, dass elektromagnetische Wellen nicht nach außen dringen.
Einsatzmöglichkeiten und industrielle Anwendungen
Das Potenzial der neu entwickelten Folie ist laut Forschungsteam breit gefächert. Sie könnte in Kommunikationsgeräten wie Smartphones, in Radarsystemen für autonome Fahrzeuge und sogar in tragbarer Elektronik Verwendung finden. Dr. Park beschreibt die Bedeutung dieser Entwicklung so: „Da die Anwendungen der 5G/6G-Kommunikation weiter zunehmen, wächst die Bedeutung von Materialien zur Absorption und Abschirmung elektromagnetischer Wellen.“
Die neuartige Folie ermöglicht durch ihre hohe Absorptionsrate und geringe Reflexion eine nahezu störungsfreie Übertragung und könnte so eine wichtige Rolle in der nächsten Generation von Kommunikationsgeräten spielen.
Die Forschungsergebnisse des KIMS-Teams wurden in der renommierten Fachzeitschrift Advanced Functional Materials veröffentlicht. Eine Patentanmeldung wurde nicht nur in Südkorea, sondern auch in den USA, China und weiteren Ländern abgeschlossen. Die Technologie ist bereits an mehrere Unternehmen lizenziert und wird in ersten Anwendungen bei Kommunikations- und Automobilunternehmen erprobt.
Ein Beitrag von:
