新型屏蔽可阻挡电磁干扰同时允许无线光信号

研究人员首次通过实验证明了一种机械灵活的银网，该网格具有明显的透明度，可实现高质量的红外无线光通信，并有效地屏蔽微波无线电区域X波段部分的电磁干扰。光通信通道对许多设备的运行很重要，通常用于遥感和检测。

电子设备现在遍布我们的家庭、工厂车间和医疗机构。电磁干扰屏蔽通常用于防止来自这些设备的电磁辐射相互干扰并影响设备性能。

电磁屏蔽在军事上也用于隐藏设备和车辆，也可以阻塞遥感、探测或操作设备所需的光通信通道。可以阻挡干扰但允许光通信通道的屏蔽可以帮助优化各种民用和军事环境中的设备性能。

“许多传统的透明电磁干扰屏蔽只允许可见光信号通过，”中国浙江大学的研究团队负责人刘洋说。“然而，可见光波长不太适合光通信，特别是自由空间或无线光通信，因为大量的背景噪声。

在《光学材料快报》杂志上，研究人员描述了他们的新网格。他们表明，当与透明的硅胶和聚乙烯结合使用时，它可以在X波段实现26.2dB的高平均电磁屏蔽效果，并且在包括红外线在内的宽波长范围内具有良好的光学透射率。

“我们利用金属微网格的超宽透明度和低雾度来展示高效的电磁屏蔽，可见透明度和高质量的自由空间光通信，”杨说。“将网状物夹在透明材料之间可提高银网的化学稳定性和机械柔韧性，同时还具有自清洁质量。这些特性将使我们的银网能够广泛应用于室内和室外，甚至应用于腐蚀性和自由形状的表面。

灵活透明的网状物

研究人员设计了新的银网，结构非常简单-应用于透明和柔性聚乙烯基材的重复方形网格图案。连续网格结构通过在弯曲过程中释放应力使银网非常灵活。由于银网的透明度主要由开口率(网中孔的大小的量度)决定，因此它与入射光波长无关。

“例如，大开口率有利于高宽带透明度和低雾度，但不利于高导电性，从而不利于电磁屏蔽性能，”杨说。“由于我们的网格的物理参数可以通过改变网格周期，线宽和厚度轻松优化，因此与其他类型的透明导电薄膜(如银纳米线网络，超薄金属薄膜和碳基材料)相比，更容易实现平衡的光学，电学和电磁特性。

为了展示他们的新技术，研究人员在聚乙烯基材上制造了一个银网。网格的网格周期约为150μm，网格线宽约为6μm，厚度范围为59至220nm。然后用一层60μm厚的聚二甲基硅氧烷覆盖。所得薄膜在400nm至2000nm的宽波长范围内表现出高透射率，薄层电阻低至7.12Ω/平方，在X波段具有高达26.2dB的高电磁屏蔽效率。研究人员还表明，这种薄膜可以屏蔽低频手机信号。

研究人员警告说，这项工作只是一个原型演示，因此还有很大的改进空间。例如，使用更多的导电材料可以提高电磁屏蔽效果，而透明度更高、雾度更低的材料不仅可以提高可见透明度，还可以提高自由空间光通信质量。

他们还在探索中红外透明导电材料，这将把FSO通信扩展到更长的波长，从而减少大气干扰，实现更高的通信质量。对于商业化，网格还必须安装起来更实用且成本更低。