Эта проблема была решена с помощью MXene. Этот двумерный наноматериал естественным образом поглощает инфракрасное излучение, что делает его идеальным кандидатом для тепловой маскировки. Однако нанолисты MXene хрупкие, ломкие и быстро разрушаются при воздействии реальных условий окружающей среды.
Исследователи химически модифицировали поверхность углеродных нанотрубок аминовыми группами, чтобы обеспечить прочную молекулярную связь с нанолистами MXene. Затем функционализированные волокна непрерывно пропускали через раствор MXene и плотно укладывали их рядом друг с другом.
В этой «кирпичной» архитектуре ориентированные углеродные нанотрубки образуют несущий каркас. Наносплавы MXene заполняют микроскопические зазоры между этими волокнами, фиксируя их на месте и предотвращая смещение под физическим давлением. Кроме того, такая конструкция создает непрерывную электрическую сеть по всему материалу.
«Суть этой технологии заключается в сочетании наноматериалов с разными характеристиками, таких как кирпичи и строительный раствор, что позволяет сохранить сильные стороны каждого материала и компенсировать их слабые стороны», — считают исследователи.
Толщина полученной пленки составляет всего 17,5 микрометра. Интересно, что ее эксплуатационные характеристики — это то, о чем мечтают оборонные подрядчики.
Она обеспечивает исключительную эффективность в четырех ключевых областях. Материал обеспечивает электромагнитное экранирование на уровне примерно 90 дБ, блокируя более 99,9999999 % волн в радиолокационном и коммуникационном диапазонах. Его прочность на разрыв составляет 1,02 ГПа, что соответствует механической прочности высокопрочной конструкционной стали.
Кроме того, его сверхнизкая инфракрасная излучательная способность подавляет тепловое излучение, скрывая объекты от тепловизионных камер. Устойчивость материала к высоким температурам и влаге обеспечивает полную эксплуатационную стабильность, в то время как чистый MXene обычно теряет свои свойства.
Пленка тонкая, поэтому ее можно многократно сгибать, складывать и скручивать, не опасаясь, что она треснет или потеряет свои проводящие свойства.
При адаптации этого материала его можно будет использовать в военных целях. Покрытые этим композитным материалом истребители-невидимки, дроны и военные самолеты могли бы значительно снизить свой вес. В то же время он мог бы скрывать их радиоэлектронную активность и тепловые сигнатуры от вражеских радаров и систем самонаведения.
Гражданский сектор также может извлечь из этого выгоду. По мере расширения сетей 5G и ускорения разработки 6G внутренние электромагнитные перекрестные помехи между компонентами становятся серьезной проблемой для разработчиков аппаратного обеспечения. Этот ультратонкий материал может использоваться для внутренней отделки тонких смартфонов, смарт-часов, носимых устройств для отслеживания состояния здоровья и складных планшетов. Он обеспечивает защиту, не увеличивая объем и вес устройства.
