EMIシールドと放熱板を兼用できるグラフェン

physicsworld より

カリフォルニア大学リバーサイド校（UCR）の研究者は、グラフェンを含有するエポキシ樹脂複合材料は、電子装置を電磁放射から遮蔽し、同時にこれらの装置内の過剰な熱を放散するために使用され得ることを発見しました。

電子機器がますます小型化され、ますます高い周波数で動作するようになるにつれて、さらに多くの熱および電磁波を発生させます。これらはEM波も熱を発生させるため、装置自体を劣化させるだけではなく、近隣の電子システムに悪影響を及ぼす可能性があります。電磁波放射は人間や動物の健康や環境にとっても害となる可能性もあります。

過剰な熱については、この熱を消散させる高い熱伝導率を有する界面材料を使用することによって解決されます。また電磁波を遮断するためには、電磁波シールド材料が使われます。
しかし、これら2種類の材料は、特性が非常に異なります。

効率的な熱伝導材料は通常絶縁体であるのに対して、優れたシールド材料は熱伝導率が低い可能性があります。 このことは、両方のタイプの材料を同じ装置で使用する必要があることを意味し、それが複雑さとコストを増すことになります。

UCRの研究者たちは、グラフェンを含む複合材料が、過剰な熱を放散しながら電磁波を遮断することができることを発見しました。
「驚くべきことに、グラフェン複合材料は、いわゆるパーコレーションしきい値を下回ってもEMエネルギーをブロックし、電気絶縁性を維持できることを発見しました（これは、熱界面材料にとって重要な特性です）。

「グラフェン複合材料は、99.998％以上の高周波電磁波を遮断することができます」と研究者は言います。「電磁シールドでは、電磁波がシールド材料内部の電荷担体と相互作用して電磁放射が反射または吸収される必要があります」と彼は説明します。この理由のために、遮蔽材料は導電性であるかまたは導電性フィラーを含まなければなりません。

グラフェンは優れた電気伝導体であり、この材料から作られたフィラーが電磁波を反射および吸収することを可能にします。それはまた、優れた熱伝導体です。これは、2D材料のフォノン（結晶格子振動の量子）のユニークな性質のおかげです。

Dual‐Functional Graphene Composites for Electromagnetic Shielding and Thermal Management