সম্প্রতি, চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেসের শেনজেন ইনস্টিটিউট অফ অ্যাডভান্সড টেকনোলজির সান রং এবং অন্যান্য সংশ্লিষ্ট গবেষকরা হালকা ওজনের সিলভার/রিডিউসড গ্রাফিন অক্সাইড প্রলেপযুক্ত কার্বনাইজড মেলামাইন (CMF/rGO/Ag) ফোম উপাদান প্রস্তুত করার জন্য একটি সহজ এক-ধাপ তাপ প্রক্রিয়াকরণ কৌশল প্রস্তাব করেছেন। এই কার্বনাইজড-যৌগিক মেলামাইন ফোম উপাদানটি চমৎকার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং উৎকৃষ্ট ইএমআই শিল্ডিং এফেক্ট (EMI SE) প্রদান করেছে।
৫জি যোগাযোগ ব্যবস্থা ও স্মার্টফোনের প্রসারের ফলে তড়িৎচৌম্বকীয় ব্যতিচারের সমস্যা আরও তীব্র হয়েছে।
তীব্র তড়িৎচৌম্বকীয় হস্তক্ষেপের ফলে ডেটা নষ্ট হতে পারে, সিস্টেম বিকল হতে পারে এবং এমনকি মানব স্বাস্থ্যও বিপন্ন হতে পারে।
অতি-নিম্ন ঘনত্ব এবং ভালো যান্ত্রিক নমনীয়তা সম্পন্ন উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন তড়িৎচুম্বকীয় হস্তক্ষেপ প্রতিরোধী উপাদানের উন্নয়ন ক্ষতিকর তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ দূষণ বা বিকিরণ দমনের একটি কার্যকর উপায়।
প্রচলিত ধাতব পদার্থগুলোর ক্ষেত্রে, উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন শিল্ডিং উপাদান অর্জনের জন্য পরিবাহিতা বৃদ্ধি করাই সর্বদা প্রধান কৌশল হিসেবে বিবেচিত হয়ে আসছে।
এছাড়াও, গ্রাফিন, কার্বন ন্যানোটিউব এবং এমএক্সিন-এর মতো নতুন ন্যানোম্যাটেরিয়ালগুলোরও উচ্চ ইএমআই শিল্ডিং কর্মক্ষমতা রয়েছে বলে জানা গেছে।
ন্যানোম্যাটেরিয়ালের অত্যন্ত নমনীয় উৎপাদন প্রক্রিয়ার কারণে, এই উপাদানগুলোকে EMI শিল্ডিংয়ের জন্য ফোম বা ফিল্ম আকারে প্রক্রিয়াজাত করা হয়। ন্যানোম্যাটেরিয়ালের ফোম রূপের তুলনায়, ঘন ফিল্মগুলো উচ্চতর পরিবাহিতা প্রদর্শন করে।
উচ্চ পরিবাহিতা আপতিত তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গকে জোরালোভাবে প্রতিফলিত করার মাধ্যমে সরাসরি উচ্চ EMI SE উৎপন্ন করতে পারে।
উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ পরিবাহী ধাতুগুলির তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ প্রতিফলন সহগ সাধারণত ৯০%-এর বেশি হয়, যার অর্থ হলো আপতিত তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গের ৯০% শূন্যস্থানে প্রতিফলিত হবে।
প্রতিফলিত তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ গুরুতর গৌণ তড়িৎচুম্বকীয় বিকিরণ দূষণও ঘটাতে পারে। কম তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ প্রতিফলন সহগবিশিষ্ট উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন ইএমআই শিল্ডিং উপাদান তৈরি করা এখনও একটি চ্যালেঞ্জ।
ফোম-জাতীয় শিল্ডিং উপাদানটি একটি ছিদ্রযুক্ত কাঠামো দ্বারা গঠিত। এর হালকা ওজন, ভালো যান্ত্রিক সংকোচনশীলতা এবং সামঞ্জস্যযোগ্য ইএমআই শিল্ডিং কর্মক্ষমতার কারণে, প্রচলিত অনমনীয় ধাতব শিল্ডিং উপাদান প্রতিস্থাপনের ক্ষেত্রে এর ব্যাপক সম্ভাবনা রয়েছে।
বিশেষত, ছিদ্রযুক্ত কাঠামোটি ফোম-জাতীয় শিল্ডিং উপাদানকে আপতিত তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গের সুস্পষ্ট একাধিক প্রতিফলন ঘটাতে সক্ষম করে, যার ফলে ফোমটি তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ শোষণ ও ক্ষীণ করতে পারে। জানা গেছে যে, এই ছিদ্রযুক্ত কাঠামো MXene দ্বারা তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গের শোষণকে বৃদ্ধি করে।
কঠিন পদার্থের তুলনায়, ছিদ্রযুক্ত কাঠামোর তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ প্রতিবন্ধকতা মেলানোর ক্ষমতা ভালো, এবং এটি আপতিত তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গকে শিল্ডিং ফোমের অভ্যন্তরীণ কাঠামোতে প্রবেশ করাতে পারে। অতএব, কম প্রতিফলন সহগ এবং উচ্চ শোষণ সহগযুক্ত EMI শিল্ডিং উপকরণগুলির ভালো প্রতিবন্ধকতা মেলানো (কম প্রতিফলন) এবং উচ্চ বহু-প্রতিফলন থাকা উচিত। উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ EMI SE এবং শোষণ সহগযুক্ত স্তরযুক্ত কাঠামো, বহু-স্তরযুক্ত কাঠামো এবং আইসোট্রপিক কাঠামো তৈরি করা হয়েছে। সাধারণভাবে বলতে গেলে, জটিল কাঠামো এবং বহু-উপাদানযুক্ত কাঠামোতে প্রায়শই বহু-ধাপের প্রক্রিয়াকরণ জড়িত থাকে এবং এর যান্ত্রিক নমনীয়তা দুর্বল হয়।
ভৌত স্প্রেয়িং পদ্ধতিতে রূপার প্রলেপযুক্ত পলিইমাইড ফোম প্রস্তুত করা হয়েছিল এবং এর ঘনত্ব ছিল ২৩ কেজি/মি³। রাসায়নিক অধঃক্ষেপণ পদ্ধতিতে রূপার প্রলেপযুক্ত মেলামাইন ফোম প্রস্তুত করা হয়েছিল। প্রস্তুতকৃত রূপার প্রলেপযুক্ত মেলামাইন ফোমটির উচ্চ EMI SE ৯০ ডিবি এবং এতে রূপার পরিমাণ ৬৩.৫ ওজন শতাংশ। এছাড়াও, একটি তামা/নিকেল প্রলেপযুক্ত পলিমেথাক্রাইলিমাইড হাইব্রিড ফোম এবং স্বর্ণ ন্যানোকণা প্রলেপযুক্ত পলিমার-ভিত্তিক ন্যানোফাইবারের তড়িৎচুম্বকীয় হস্তক্ষেপ প্রতিরোধক ইলেকট্রোলেস প্লেটিং পদ্ধতিও প্রস্তাব করা হয়েছে।
তবে, অনমনীয় ধাতু এবং নমনীয় কাঠামোর মধ্যেকার সহজাত আন্তঃসংযোগগত অসামঞ্জস্যের কারণে, ইলেকট্রোপ্লেটিং, ইলেকট্রোলেস প্লেটিং এবং ফিজিক্যাল স্প্রেয়িং পদ্ধতিতে প্রস্তুতকৃত মেটাল ফোম শিল্ডিং উপাদানগুলোর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য দুর্বল হয়। ধাতব কণা এবং নমনীয় ফোম কাঠামোর মধ্যে সংযোগ বৃদ্ধি করা এবং উৎকৃষ্ট যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যসম্পন্ন মেটাল ফোম শিল্ডিং উপাদান তৈরি করা এখনও অনেক চ্যালেঞ্জে পরিপূর্ণ।
এই গবেষণায়, লেখক হালকা ওজনের সিলভার/রিডিউসড গ্রাফিন অক্সাইড প্রলেপযুক্ত কার্বনাইজড মেলামাইন (CMF/rGO/Ag) কম্পোজিট ফোম উপাদান প্রস্তুত করার জন্য একটি সহজ এক-ধাপ তাপ প্রক্রিয়াকরণ কৌশল প্রস্তাব করেছেন, যার চমৎকার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং উৎকৃষ্ট EMI শিল্ডিং এফেক্ট (EMI SE) রয়েছে। কম্পোজিট ফ্রেমওয়ার্ক এবং সিলভারের মধ্যে উন্নত ইন্টারফেসের কারণে, CMF/rGO/Ag ফোমটি ১০০০ বার লোডিং-আনলোডিং কম্প্রেশন টেস্ট চক্রের পরেও চমৎকার কাঠামোগত স্থিতিশীলতা দেখিয়েছে। এছাড়াও, মাত্র ১৬ মিলিগ্রাম/সেমি²/গ্রাম ঘনত্বে এবং ০.০৯ ভলিউম% অতি-স্বল্প Ag উপাদানে ফোমটির EMI SE ৫০.৬ ডিবি-তে পৌঁছেছে।
মজার ব্যাপার হলো, ছিদ্রযুক্ত কাঠামো এবং একাধিক ইন্টারফেসের সমন্বয়ের ফলে CMF/rGO/Ag ফোমের শোষণ সহগ অস্বাভাবিকভাবে বেশি (০.৫-এর বেশি) হয়েছে। ফাইনাইট এলিমেন্ট অ্যানালাইসিস (FEA) দ্বারা CMF/rGO/Ag ফোমের এই উচ্চ শোষণ সহগ শিল্ডিং প্রক্রিয়াটি আরও বিশদভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে। CMF/rGO/Ag ফোমের চমৎকার নিয়ার-ফিল্ড EMI শিল্ডিং পারফরম্যান্স এটাই প্রমাণ করে যে, ইলেকট্রনিক প্যাকেজিংয়ের জন্য EMI শিল্ডিং উপাদান হিসেবে কম ঘনত্বের ও শক্তিশালী এই CMF/rGO/Ag ফোমের ব্যাপক সুবিধা এবং বিস্তৃত প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে।