图 (A)微电容结构的绝缘电磁屏蔽机理模型;(B)绝缘电磁屏蔽聚合物复合材料的近场屏蔽和散热性能
在国家自然科学基金项目(批准号:52273064、51922020、52090034、52203080、52221006)等资助下,北京化工大学于中振/张好斌教授团队在高分子电磁屏蔽复合材料领域取得新进展,相关研究成果以“绝缘电磁屏蔽硅橡胶复合材料用于电子设备的直接灌封(Insulating electromagnetic-shielding silicone–compound enables direct potting electronics)”为题,于2024年9月12日发表在国际著名期刊《科学》(Science)上,论文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/science.adp6581。
高分子电磁屏蔽复合材料在新一代通信技术、智能穿戴设备、新能源汽车、航空航天、国家重大设施和关键装备电磁防护等方面发挥着举足轻重的作用。目前,广泛应用的电磁屏蔽材料大多为导电材料,在封装高集成电子设备时易导致短路问题,需要进行复杂的绝缘结构设计。但由于缺乏相关理论指导,高性能绝缘电磁屏蔽复合材料的设计和研制面临挑战。
为此,研究团队提出了“绝缘电磁屏蔽材料”的概念,构建了普适性“微电容”新结构理论模型,揭示了绝缘聚合物复合材料与电磁波作用新机制,在离散导电填料中诱使载流子周期性振荡,形成局部“微电流”反射和衰减电磁波,打破了电绝缘材料不具有高效电磁屏蔽性能的传统认知。实现了高电绝缘聚合物电磁屏蔽复合材料的研制,为解决高集成电子封装中电磁兼容和高效散热等问题提供新路线。