圧力感知およびEMIシールド用の低温耐性、高弾性ハイブリッド炭化メラミンフォーム

カーボンナノチューブ(CNT)を埋め込み炭化メラミンフォーム(CNT/CMF)を直接熱分解法で作製しました。このハイブリッドCNT/CMFは、極低温(-196℃)においても調整可能な電気伝導性を示し、同時に歪み/圧力検知と電磁干渉(EMI)シールドのための超高弾性も備えています。このハイブリッドフォームセンサーは、ナノファイバー状カーボンナノチューブ層とマクロポアからなる階層構造により、超高感度(最大103.24 kPa-1)と広い圧力検知範囲(0~175 kPa)を実現しています。

このフォームベースセンサーは極めて高い耐寒性を示し、液体窒素に36時間浸漬した後、5,000回の圧縮・解放サイクルを経ても安定した性能を維持します。さらに、CNT/CMFは高多孔質構造のため、優れた電磁波シールド効果と6147.3 dBcm²g²という高い比シールド効果を示し、吸収主導型のシールド機構を有しています。これらの優れた歪み・圧力センシング特性と電磁波シールド特性を備えた耐寒性CNT/CMFは、温暖な環境から過酷な環境まで動作するウェアラブル電子機器への実用化が期待されます。

ハイブリッドCNT/CMFの超高弾性、優れた歪み/圧力感知、EMIシールド特性は、その容易でスケーラブルな製造方法と相まって、フレキシブルでウェアラブルな電子機器のさまざまな用途に非常に有望です。

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