DE102011050650A1 - Zusammensetzung und Einrichtung zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung, Anti-Elektrosstatische Einrichtung sowie Verfahren zur Herstellung einer Struktur zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung - Google Patents

Zusammensetzung und Einrichtung zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung, Anti-Elektrosstatische Einrichtung sowie Verfahren zur Herstellung einer Struktur zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung Download PDF

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Abstract

Eine Zusammensetzung zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung umfasst einen Träger, eine Mehrzahl von Metall-Nanodrähten und eine Mehrzahl von Nanopartikeln. Die Mehrzahl von Metall-Nanodrähten sind in dem Träger feinst verteilt und deren Anteil beträgt 1 bis 95 Gewichtsprozent der elektromagnetischen Abschirmungs-Zusammensetzung. Die Mehrzahl von Nanopartikeln sind in dem Träger feinst verteilt, mit einem Anteil von 0,5 bis 60 Gewichtsprozent der elektromagnetischen Abschirmungs-Zusammensetzung.

Description

  • 1. Technisches Gebiet
  • Die Offenbarung betrifft eine Zusammensetzung zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung und betrifft insbesondere eine Zusammensetzung zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung, die Nanodrähte und Nanopartikel enthält.
  • 2. Hintergrund
  • Mit der fortschreitenden Entwicklung der Funktechnologie werden Funk-Kommunikationseinrichtungen, wie bspw. Mobiltelefone, in großem Umfang genutzt. Weil Funk-Kommunikationseinrichtungen und Basisstationen immer elektromagnetische Strahlung abstrahlen können, wird unsere alltägliche Umgebung mit elektromagnetischer Verschmutzung belastet. Außerdem können elektronische Geräte, die in unserem täglichen Leben eingesetzt werden, wie bspw. Computer oder Mikrowellengeräte, ebenfalls eine schwache elektromagnetische Strahlung abstrahlen.
  • Nach einem Bericht, der von der Weltgesundheitsorganisation in 1998 herausgegeben wurde, leiden Menschen, die über einen längeren Zeitraum einer elektromagnetischen Strahlung mit Intensitäten oberhalb von Sicherheitswerten ausgesetzt werden, mit einer höheren Wahrscheinlichkeit an Herz-Kreislauferkrankungen, Diabetes oder Krebs. Die Aussetzung einer hohen elektromagnetischen Strahlungsdosis über einen längeren Zeitraum kann zu Störungen bei der Fortpflanzung und des Immun- oder Nervensystems führen oder Fehlgeburten, fehlgestaltete Föten oder eine Unfruchtbarkeit hervorrufen. Kinder, die über einen langen Zeitraum einer elektromagnetischen Strahlung mit hoher Dosis ausgesetzt werden, können an unnormalem langsamem Knochenwachstum, einer Störung der Blutbildungsfunktion und einer Minderung der Sehfähigkeit und Netzhautablösung leiden. Somit beeinträchtigt elektromagnetische Strahlung die menschliche Gesundheit ernsthaft.
  • Ein herkömmliches Verfahren zum Abschirmen elektromagnetischer Strahlung besteht darin, ein Metallstück oder Metallgehäuse zu verwenden. Weil jedoch Metall schwer ist, nicht ohne weiteres in eine gewünschte Form gebracht werden kann und bei längerem Gebrauch oxidationsanfällig ist, ist Metall zur Verwendung in vielen Arten von elektronischen Geräten ungeeignet.
  • Ein anderes Verfahren zum Abschirmen von elektromagnetischer Strahlung besteht darin, eine elektromagnetische Abschirmungsschicht auf einem Körper auszubilden, wobei ein Gemisch aus Metallpartikeln und einem Klebemittel oder Lack verwendet wird. Die elektromagnetische Abschirmungsschicht hat ein geringes Gewicht und unterliegt hinsichtlich der Form des Zielobjekts keinerlei Beschränkungen. Um jedoch die gewünschte Effizienz für die elektromagnetische Abschirmung zu erzielen, wird eine hohe Konzentration von Metallpartikeln in der Mischung benötigt. Obwohl ein hoher Konzentrationsanteil von Metallpartikeln eine bessere Wirksamkeit der elektromagnetischen Abstrahlung ermöglichen kann, kann die Plastizität und Stabilität der Mischung herabgesetzt werden und die Vorteile der Mischung, wie bspw. einfache Herstellbarkeit, geringes Gewicht und niedrige Kosten, gehen verloren. Außerdem enthält die elektromagnetische Abschirmungsschicht normalerweise Metallpartikel der gleichen Form. Eine Verbesserung der elektromagnetischen Abschirmungswirkung durch Erhöhung des Anteils der Metallpartikel mit einer solchen gleichen Form verbessert die Wirksamkeit der elektromagnetischen Abschirmung nicht signifikant.
  • Außerdem müssen herkömmliche elektromagnetische Abschirmungsschichten eine Stärke von 250 Mikrometer aufweisen, um über einen ausreichenden elektromagnetischen Abschirmungseffekt zu verfügen. Eine dicke elektromagnetische Abschirmungsschicht ist jedoch ungleichmäßig und verbraucht viel Material.
  • Im Hinblick auf die Unzulänglichkeiten der herkömmlichen Verfahren zum Abschirmen von elektromagnetischer Strahlung besteht ein Bedürfnis nach einem elektromagnetischen Abschirmungsmaterial mit vorteilhaften Eigenschaften, wie bspw. eine hohe elektromagnetische Abschirmungswirkung.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung stellt eine Zusammensetzung zum Abschirmen elektromagnetischer Strahlung bereit, die einen Träger, eine Mehrzahl von Metall-Nanodrähten und eine Mehrzahl von Nanopartikeln umfasst. Die Mehrzahl von Metall-Nanodrähten sind in dem Träger feinst verteilt, wobei bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, die zu 100 Prozent zugrunde gelegt wird, der Anteil der Metall-Nanodrähte zwischen 1 Gewichtsprozent und 95 Gewichtsprozent der elektromagnetischen Abschirmungs-Zusammensetzung beträgt. Die Mehrzahl von Nanopartikeln sind in dem Träger feinstverteilt, wobei bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, die zu 100 Prozent zugrunde gelegt wird, der Anteil der Nanopartikel zwischen 0,1 Gewichtsprozent und 60 Gewichtsprozent der elektromagnetischen Abschirmungs-Zusammensetzung beträgt.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Zusammensetzung zum Abschirmen elektromagnetischer Strahlung bereitgestellt. Die Zusammensetzung zum Abschirmen elektromagnetischer Strahlung umfasst einen Träger, eine Mehrzahl von Metall-Nanodrähten sowie eine Mehrzahl von Nanopartikeln. Die Mehrzahl von Metall-Nanodrähten sind in dem Träger feinst verteilt. Die Mehrzahl von Metall-Nanodrähten haben ein Streckungsverhältnis von größer als 10. Die Metall-Nanodrähte umfassen Gold, Silber, Kupfer, Indium, Palladium, Aluminium, Eisen, Kobalt, Nickel, Oxide daraus oder Mischungen daraus, wobei der Anteil der Metall-Nanodrähte bezogen auf das Gesamtgewicht der elektromagnetischen Abschirmungs-Zusammensetzung, die zu 100 Gewichtsprozent zugrunde gelegt wird, 1 Gewichtsprozent bis 95 Gewichtsprozent beträgt. Die Mehrzahl von Nanopartikeln sind in dem Träger feinst verteilt. Die Nanopartikel haben eine Größe von kleiner als 1000 Nanometer. Die Nanopartikel umfassen Gold, Silber, Kupfer, Indium, Palladium, Aluminium, Eisen, Kobalt, Nickel, Legierungen daraus, Oxide daraus oder Mischungen daraus, wobei die Mehrzahl von Nanopartikeln in einem Anteil von 0,1 Gewichtsprozent bis 60 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der elektromagnetischen Abschirmungs-Zusammensetzung vorliegen, die zu 100 Gewichtsprozent zugrunde gelegt wird.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Zusammensetzung zum Abschirmen elektromagnetischer Strahlung bereitgestellt. Die elektromagnetische Abschirmungs-Zusammensetzung umfasst einen Träger, eine Mehrzahl von Metall-Nanodrähten sowie eine Mehrzahl von Nanopartikeln. Die Mehrzahl von Metall-Nanodrähten sind in dem Träger feinst verteilt. Die Mehrzahl von Metall-Nanodrähten haben ein Streckungsverhältnis von größer als 10. Die Metall-Nanodrähte umfassen Gold, Silber, Kupfer, Indium, Palladium, Aluminium, Eisen, Kobalt, Nickel, Oxide daraus oder Mischungen daraus. Die Mehrzahl von Nanopartikeln sind in dem Träger feinst verteilt. Die Nanopartikel haben eine Größe von weniger als 1000 Nanometer. Die Nanopartikel umfassen Gold, Silber, Kupfer, Indium, Palladium, Aluminium, Eisen, Kobalt, Nickel, Legierungen daraus, Oxide daraus oder Mischungen daraus. Der Anteil der Metall-Nanodrähte beträgt zwischen 1 Gewichtsprozent bis 11 Gewichtsprozent, während die Mehrzahl von Nanopartikeln mit einem Anteil von 0,5 Gewichtsprozent bis 4 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der elektromagnetischen Abschirmungs-Zusammensetzung vorliegen, die zu 100 Prozent zugrunde gelegt wird, sodass die Effektivität der Abschirmungswirkung der Zusammensetzung größer als 10 dB ist.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Zusammensetzung zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung bereitgestellt. Die Zusammensetzung zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung umfasst einen Träger, eine Mehrzahl von Metall-Nanodrähten sowie eine Mehrzahl von Nanopartikeln. Die Mehrzahl von Metall-Nanodrähten sind in dem Träger feinstverteilt. Die Mehrzahl von Metall-Nanodrähten haben ein Streckungsverhältnis von 20 bis 500. Die Metall-Nanodrähte umfassen Gold, Silber, Kupfer, Indium, Palladium, Aluminium, Eisen, Kobalt, Nickel, Oxide daraus oder Mischungen daraus. Die Mehrzahl von Nanopartikeln sind in dem Träger feinstverteilt. Die Nanopartikel haben eine Größe von 30 bis 1000 Nanometer. Die Nanopartikel umfassen Gold, Silber, Kupfer, Indium, Palladium, Aluminium, Eisen, Kobalt, Nickel, Legierungen daraus, Oxide daraus oder Mischungen daraus, wobei der Anteil der Metall-Nanodrähte von 1 Gewichtsprozent bis 3 Gewichtsprozent betragt, während die Mehrzahl von Nanopartikeln mit einem Anteil von 0,5 Gewichtsprozent bis 4 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der elektromagnetischen Abschirmungs-Zusammensetzung vorliegen, die zu 100 Prozent zugrunde gelegt wird, so dass die Effektivität der Abschirmung der Zusammensetzung größer als 10 dB ist.
  • Ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Offenbarung offenbart eine Einrichtung zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung, die ein Trägerteil bzw. ein Element sowie eine Dünnschicht umfasst. Die Dünnschicht ist auf einer Oberfläche des Trägerteils ausgebildet, um elektromagnetische Strahlung abzuschirmen. Die Dünnschicht umfasst eine Mehrzahl von Metall-Nanodrähten, die in der Dünnschicht feinst verteilt sind, mit einem Anteil zwischen 1 Gewichtsprozent und 95 Gewichtsprozent der Dünnschicht und umfasst eine Mehrzahl von Nanopartikeln, die in der Dünnschicht feinst verteilt sind, mit einem Anteil zwischen 0,1 Gewichtsprozent und 60 Gewichtsprozent der Dünnschicht.
  • Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung stellt weiterhin eine anti-elektrostatische Einrichtung bereit, die ein Substrat und eine auf dem Substrat ausgebildete Dünnschicht umfasst. Die Dünnschicht weist eine Mehrzahl von Metall-Nanodrähten auf, die in der Dünnschicht feinstverteilt sind, mit einem Anteil zwischen 1 Gewichtsprozent und 95 Gewichtsprozent der Dünnschicht, die zu 100 Prozent zugrunde gelegt wird, sowie eine Mehrzahl von Nanopartikeln, die in der Dünnschicht feinstverteilt sind, mit einem Anteil zwischen 0,1 Gewichtsprozent und 60 Gewichtsprozent der Dünnschicht, die zu 100 Prozent zugrunde gelegt wird.
  • Die Offenbarung stellt weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Struktur zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung bereit. Das Verfahren umfasst die Schritte: Bereitstellen eines Zielobjekts; Bereitstellen einer Mischung bzw. Zusammensetzung, die eine Mehrzahl von Metall-Nanodrähten mit einem Streckungsverhältnis von größer als 50 umfasst; Ausbilden einer ersten Dünnschicht auf einer Oberfläche des Zielobjekt unter Verwendung der Mischung bzw. Zusammensetzung; und Erwärmen der ersten Dünnschicht auf eine Temperatur in einem Bereich von 50°C bis 250°C.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die beigefügten Zeichnungen, die hiermit beinhaltet seien und einen Teil dieser Patentbeschreibung darstellen sollen, stellen Ausführungsbeispiele gemäß der Offenbarung dar und dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien nach der Erfindung zu erläutern.
  • 1 und 2 sind Kennlinienkurven, welche die Abhängigkeit der elektromagnetischen Abschirmungswirkung mit Proben von unterschiedlichen Anteilen an Eisenoxid-Nanopartikeln und einem festen Nanodraht-Anteil von der Frequenz gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigen;
  • 3 ist ein Diagramm, das die Abhängigkeit der elektromagnetischen Abschirmungswirkung von mehreren Dünnschichten von der Frequenz gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt, wobei die Dünnschicht einen konstanten Nanodraht-Anteil mit einem Streckungsverhältnis von 80 und unterschiedliche Anteile an Eisenoxid-Nanopartikeln enthält.
  • 4 ist ein Diagramm, das die Abhängigkeit der elektromagnetischen Abschirmungswirkung von Dünnschichten mit unterschiedlichen Anteilen an Eisenoxid-Nanopartikeln und festem Anteil an Nanodrähten (1,14 Gewichtsprozent) von der Frequenz gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt;
  • 5 und 6 sind Kennlinienkurven, welche die Abhängigkeit der elektromagnetischen Abschirmungswirkung von Dünnschichten mit zunehmendem Silber-Nanodraht-Anteil von der Frequenz gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigen;
  • 7 ist eine Kennlinienkurve, welche die Abhängigkeit der elektromagnetischen Abschirmungswirkung von Dünnschichten mit Silber-Nanodrähten und Silber-Nanopartikeln von der Frequenz gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt;
  • 8 ist ein simuliertes Kurvendiagramm, das die Abhängigkeit des Oberflächenwiderstands von der Nanodraht-Konzentration gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt;
  • 9 ist ein simuliertes Kurvendiagramm, das die Abhängigkeit der elektromagnetischen Abschirmungswirkung von Dünnschichten, die Silber-Nanodrähte mit einem Streckungsverhältnis von 200 enthalten, von dem Oberflächenwiderstand gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt;
  • 10 ist ein Diagramm, das die Abhängigkeit der elektromagnetischen Abschirmungswirkung von Proben mit unterschiedlichen Anteilen an Nanodrähten (1,14, 3 und 10,45 Gewichtsprozent) von der Frequenz gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt;
  • 11 ist ein Kurvendiagramm, das die Abhängigkeit des Volumenanteils von der elektromagnetischen Abschirmungswirkung von Proben mit unterschiedlichen Streckungsverhältnissen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt;
  • 12 ist ein Kurvendiagramm, das die Abhängigkeit der elektromagnetischen Abschirmungswirkung von der Frequenz gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt;
  • 13 ist ein Kurvendiagramm, das die Abhängigkeit der Frequenz von der elektromagnetischen Abschirmungswirkung der Schicht gemäß der vorliegenden Offenbarung und der Schichten zeigt, die unter Verwendung von kommerziell erhältlichen Produkten, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgebildet wurden;
  • 14 zeigt eine elektromagnetische Abschirmungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 15 zeigt eine anti-elektrostatische Einrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
  • 16 zeigt eine elektromagnetische Abschirmungsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 17 ist ein Diagramm, das eine Messung der Abschirmungswirkung aufgetragen gegen einen Frequenzbereich von 1 bis 1800 MHz einer Dünnschicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die mit einer Mischung mit 2,43 Gewichtsprozent Silber-Nanodrähten und 1,45 Gewichtsprozent Eisenoxid-Partikeln ausgebildet wurde;
  • 18 ist ein Diagramm, das eine Messung der Abschirmungswirkung aufgetragen gegen einen Frequenzbereich von 1 bis 18 GHz einer Dünnschicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die mit einer Mischung mit 2,43 Gewichtsprozent Silber-Nanodrähten und 1,45 Gewichtsprozent Eisenoxid-Partikeln ausgebildet wurde;
  • 19 ist ein Diagramm, das die Abhängigkeit der Erwärmungszeit von der Abschirmungswirkung von Dünnschichten gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die mittels einer Mischung ausgebildet wurden, die 2,43 Gewichtsprozent Silber-Nanodrähte und 1,45 Gewichtsprozent Eisenoxid-Partikel enthält;
  • 20 ist ein Diagramm, das die Abhängigkeit der Erwärmungszeit von der Abschirmungswirkung von Dünnschichten gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die mittels einer Mischung ausgebildet wurden, die 2,43 Gewichtsprozent Silber-Nanodrähte und 1,45 Gewichtsprozent Eisenoxid-Partikel enthält.
  • 21 ist ein Diagramm, das eine Messung der Abschirmungswirkung aufgetragen gegen einen Frequenzbereich von 1 bis 1800 MHz einer Dünnschicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die mittels einer Mischung ausgebildet wurde, die 3,49 Gewichtsprozent Silber-Nanodrähte und 2,18 Gewichtsprozent Eisenoxid-Partikel enthält;
  • 22 ist ein Diagramm, das eine Messung der Abschirmungswirkung aufgetragen gegen einen Frequenzbereich von 1 bis 18 GHz einer Dünnschicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die mittels einer Mischung ausgebildet wurde, die 3,45 Gewichtsprozent Silber-Nanodrähte und 2,18 Gewichtsprozent Eisenoxid-Partikel enthält;
  • 23 ist ein Diagramm, das eine Messung der Abschirmungswirkung aufgetragen gegen einen Frequenzbereich von 1 bis 1800 MHz von Dünnschichten gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die mittels einer Mischung ausgebildet wurden, die 2,1 Gewichtsprozent Silber-Nanodrähte und 0,55 Gewichtsprozent Eisenoxid-Partikel enthält und über unterschiedliche Heizperioden und bei verschiedenen Temperaturen erwärmt wurde;
  • 24 ist ein Diagramm, das Messungen von Abschirmungswirkungen aufgetragen gegen einen Frequenzbereich von 100 bis 1800 MHz einer Dünnschicht, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die mittels einer Mischung ausgebildet wurde, die 1,09 Gewichtsprozent Silber-Nanodrähte und 3,69 Gewichtsprozent Eisenoxid-Partikel enthält und über unterschiedliche Heizintervalle erhitzt wurde;
  • 25 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Frequenz und der Stärke einer elektromagnetischen Strahlung darstellt, die von einer Festplatte ohne eine elektromagnetische Abschirmungsschicht gemessen wurde;
  • 26 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Frequenz und der Starke einer elektromagnetischen Strahlung darstellt, die von einer Festplatte gemessen wurde, die mit einer elektromagnetischen Abschirmungsschicht beschichtet war;
  • 27 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Frequenz und der Stärke einer elektromagnetischen Strahlung darstellt, die in der horizontalen Richtung von einem Videoabspielgerät ohne eine elektromagnetische Abschirmungsschicht gemessen wurde;
  • 28 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Frequenz und der Stärke einer elektromagnetischen Strahlung darstellt, die in horizontaler Richtung von einem Videoabspielgerät gemessen wurde, das mit einer elektromagnetischen Abschirmungsschicht beschichtet war;
  • 29 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Frequenz und der Stärke einer elektromagnetischen Strahlung darstellt, die in der vertikalen Richtung eines Videoabspielgeräts ohne eine elektromagnetische Abschirmungsschicht gemessen wurde; und
  • 30 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Frequenz und der Stärke einer elektromagnetischen Strahlung darstellt, die in der vertikalen Richtung eines Videoabspielgerät gemessen wurde, das mit einer elektromagnetischen Abschirmungsschicht beschichtet war.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Ein Beispiel gemäß der Offenbarung stellt eine elektromagnetische Abschirmungszusammensetzung bereit, die einen Träger, eine Mehrzahl von Metall-Nanodrähten und eine Mehrzahl von Nanopartikeln umfasst. Die Mehrzahl von Metall-Nanodrähten sind in dem Träger feinst verteilt. Die Mehrzahl von Nanopartikeln sind in dem Träger feinst verteilt. Die Mehrzahl von Metall-Nanodrähten und die Mehrzahl von Nanopartikeln sind miteinander vermischt.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel beträgt der Anteil der Mehrzahl von Metall-Nanodrähten 1 bis 95 Prozent basierend auf dem Gesamtgewicht der elektromagnetischen Abschirmungszusammensetzung, das zu 100 Gewichtsprozent zugrunde gelegt wird, und beträgt der Anteil der Mehrzahl von Nanopartikeln 0,1 bis 60 Prozent bezogen auf das Gesamtgewicht der elektromagnetischen Abschirmungszusammensetzung, die zu 100 Gewichtsprozent zugrunde gelegt wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel liegt der Anteil der Nanopartikel im Bereich zwischen 0,3 Prozent und 40 Prozent. Gemäß einem Ausführungsbeispiel liegt der Anteil Nanopartikel zwischen 0,5 und 20 Prozent. Gemäß einem Ausführungsbeispiel liegt der Anteil der Nanopartikel zwischen 0,5 und 4 Gewichtsprozent. Gemäß einem Ausführungsbeispiel liegt der Anteil Nanopartikel zwischen 0,5 und 2 Gewichtsprozent.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel liegt der Anteil der Mehrzahl von Metall-Nanodrähten, bezogen auf das Gesamtgewicht der elektromagnetischen Abschirmungszusammensetzung, das zu 100 Gewichtsprozent zugrunde gelegt wurden, 1 bis 95 Prozent und liegt der Anteil der Mehrzahl von Nanopartikeln, bezogen auf das Gesamtgewicht der elektromagnetischen Abschirmungszusammensetzung, das zu 100 Gewichtsprozent zugrunde gelegt wird, im Bereich zwischen 0,5 und 60 Prozent.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Verhältnis des Anteils der Metall-Nanodrähte zu dem der Nanopartikel größer als 0,1 sein.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung wird ein Festkörper bereitgestellt, der aus der vorgenannten Zusammensetzung verfestigt ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann es sich bei dem vorgenannten Festkörper um eine Dünnschicht einer elektromagnetischen Abschirmungseinrichtung oder einer anti-elektrostatischen Einrichtung handeln. Die Metall-Nanodrähte können als elektrisch leitfähiges Gebilde ausgebildet sein, so dass der Festkörper im Wesentlichen elektrisch leitfähig sein kann.
  • Theoretisch kann die Existenz von Nanopartikeln einen optischen Weglängenunterschied verändern; auf dies Weise kann elektromagnetische Energie im Inneren des Festkörpers verloren gehen. Somit kann ein Vermischen der Nanopartikel mit den Metall-Nanodrähten offensichtlich die elektromagnetische Abschirmungswirkung verbessern.
  • Die Größe der Nanopartikel, die gemäß der vorliegenden Erfindung offenbart werden, kann kleiner als 1000 Nanometer sein.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann es sich bei den Nanopartikeln um elektrisch leitende Nanopartikel handeln. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann es sich bei den Nanopartikeln um Metall-Nanopartikel handeln, deren Material Gold, Silber, Kupfer, Indium, Palladium, Aluminium, Eisen, Kobalt, Nickel, Legierungen daraus, Oxide daraus oder Mischungen daraus sein können, wobei der Anteil der Metall-Nanopartikel zwischen 0,5 und 2 Prozent bezogen auf das Gesamtgewicht der elektromagnetischen Abschirmungszusammensetzung betragen kann, die als 100 Prozent zugrunde gelegt wurde. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Nanopartikel goldbeschichtete Silber-Nanopartikel, silberbeschichtete Gold-Nanopartikel, goldbeschichtete Kupfer-Nanopartikel, kupferbeschichtete Gold-Nanopartikel, silberbeschichtete Kupfer-Nanopartikel, kupferbeschichtete Silber-Nanopartikel oder Kombinationen daraus sein.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Nanopartikel magnetische Nanopartikel sein, die magnetisches Eisen enthalten. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Nanopartikel isolierende magnetische Nanopartikel sein, die Eisenoxid oder Eisen(II, III)-oxid (Fe3O4) enthalten, wobei die isolierenden magnetischen Nanopartikel mit einem Anteil zwischen 0,5 und 4 Prozent oder zwischen 0,5 und 2 Prozent vorliegen können, bezogen auf das Gesamtgewicht der elektromagnetischen Abschirmungszusammensetzung, das als 100 Prozent zugrunde gelegt wird.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Nanopartikel elektrisch leitende Partikel, magnetische Partikel, isolierende magnetische Partikel oder Mischungen daraus.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Nanopartikel aus Silber, Eisenoxid oder Mischungen daraus bestehen, wobei der Anteil der Nanopartikel zwischen 0,5 und 4 Prozent oder zwischen 0,5 und 2 Prozent liegen kann, bezogen auf das Gesamtgewicht der elektromagnetischen Abschirmungszusammensetzung, das als 100 Prozent zugrunde gelegt wird.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Durchmesser der Nanopartikel größer als 10 Nanometer sein oder zwischen 30 Nanometer und 1000 Nanometern liegen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Durchmesser der Nanopartikel in einem Bereich von 30 Nanometer bis 500 Nanometer liegen.
  • Weil die vorgenannte Zusammensetzung als Festkörper erstarren kann, kann die Mehrzahl Metall-Nanodrähte gleichmäßig in dem Festkörper feinstverteilt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Mehrzahl Metall-Nanodrähte in dem Festkörper zu einer Netzwerkstruktur ausgebildet werden, um einen niedrigen Oberflächenwiderstand des Festkörpers zu bewirken, bspw. von weniger als 10 Ohm pro Quadrat (Ω/sqr).
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Zusammensetzung eine kleine Menge an Metall-Nanodrähten enthalten und sind, nachdem die Zusammensetzung zu einem Festkörper erstarrt ist, die Nanodrähte in einem Netzwerk oder einer netzwerkartigen Struktur ausgebildet, wobei das Netzwerk oder die netzwerkartige Struktur dem Festkörper einen hohen Oberflächenwiderstand verleiht, bspw. von größer als 10 bis 106 Ohm pro Quadrat.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Zusammensetzung eine geringe Menge Metall-Nanodrähte enthalten und können, nachdem die Zusammensetzung zu einem Festkörper erstarrt ist, die Metall-Nanodrähte in einem Netzwerk oder einer netzwerkartigen Struktur ausgebildet sein, wobei das Netzwerk oder die netzwerkartige Struktur dem Festkörper einen hohen Oberflächenwiderstand verleiht, bspw. von größer als 104 bis 1012 Ohm pro Quadrat. Als solcher kann der Festkörper für anti-elektrostatische Produkte verwendet werden.
  • Die Zusammensetzung kann Nanodrähte mit hohen Streckungsverhältnissen enthalten. Die Verwendung der Metall-Nanodrähte mit hohen Streckungsverhältnissen kann den Grad der elektromagnetischen Abschirmungswirkung des Festkörpers signifikant verbessern. Außerdem kann die Verwendung der Metall-Nanodrähte mit hohen Streckungsverhältnissen die verwendete Menge an Metall-Füllstoffen verringern.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Metall-Nanodrähte Streckungsverhältnisse von größer als 10 haben oder bspw. zwischen 20 und 500 oder bspw. zwischen 50 und 300.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Material der Metall-Nanodrähte Gold, Silber, Kupfer, Indium, Palladium, Aluminium, Eisen, Kobalt, Nickel, Legierungen daraus, Oxide daraus oder Mischungen daraus sein. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Metall-Nanodrähte goldbeschichtete Silber-Metall-Nanodrähte, silberbeschichtete Gold-Metall-Nanodrähte, goldbeschichtete Kupfer-Metall-Nanodrähte, kupferbeschichtete Gold-Metall-Nanodrähte, silberbeschichtete Kupfer-Metall-Nanodrähte, kupferbeschichtete Silber-Metall-Nanodrähte oder Kombinationen daraus sein.
  • Der Träger kann ein Polymer sein, das thermoplastische Kunstharze enthält, bspw. Acrylharze oder Wärme härtende Kunstharze, wie bspw. Epoxidharze. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann es sich bei dem Träger um ein Licht-vernetzendes oder thermisch-vernetzendes Polymer handeln.
  • Die Verwendung einer Zusammensetzung, die Metall-Nanopartikel oder Nanopartikel mit einer hohen Permeabilitätskonstanten enthält, zur Ausbildung einer Dünnschicht auf einem Zielobjekt kann bewirken, dass das Zielobjekt eine verbesserte Abschirmungswirkung zeigt. Falls die Dünnschicht mit Lichtenergie oder thermischer Energie behandelt wird, kann die Abschirmungswirkung der Dünnschicht weiter verbessert werden. Aufgrund der verbesserten Abschirmungswirkung kann die Dicke der Dünnschicht verringert und gleichzeitig der gleiche notwendige Grad an Abschirmungswirkung aufrechterhalten werden. Eine Dünnschicht mit einer geringeren Stärke kann gleichmäßiger sein und weniger Material verbrauchen. Die Dünnschicht kann auf eine Temperatur im Bereich von 50 bis 250°C erhitzt werden. Die Zusammensetzung kann Nano-Material und einen Träger enthalten, wobei der Träger ein Polymer beinhalten kann und das Nano-Material Metall-Nanodrähte enthalten kann, die ein Streckungsverhältnis von größer als 50 haben. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Träger ein Licht-vernetzendes oder thermisch vernetzendes Polymer sein.
  • Die Dünnschicht kann auf eine Temperatur von 50 bis 250°C über einen Zeitraum (zumindest 5 Minuten) erhitzt werden. Als solche kann die Abschirmungswirkung der Dünnschicht um zumindest 5 dB bei Frequenzen von 30 MHz bis 16 GHz verbessert werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Dünnschicht auf eine Temperatur in einem Bereich von 60 bis 250°C für zumindest 5 Minuten erwärmt. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel beträgt die Erwärmungszeitdauer zumindest 1 Stunde. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Dünnschicht auf eine Temperatur von 60 bis 200°C über einen Zeitraum von 5 Minuten bis 2 Stunden erwärmt.
  • Die Metall-Nanodrähte können Gold, Silber, Kupfer, Indium, Palladium, Aluminium, Eisen, Kobalt, Nickel, Mischungen daraus oder Oxide daraus umfassen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Dünnschicht außerdem eine Mehrzahl von Nanopartikeln umfassen, wobei die Nanopartikel Metall-Nanopartikel, Nanopartikel mit einer hohen Permeabilitätskonstanten oder Mischungen daraus sind. Die Metall-Nanopartikel können Silber-Nanopartikel sein. Die Nanopartikel mit einer hohen Permeabilitätskonstanten können Nanopartikel aus Eisenoxid sein. Die Nanopartikel können eine Größe von kleiner als 1000 Nanometern haben (d. h. zwischen 30 Nanometer und 1000 Nanometer oder zwischen 30 Nanometer und 500 Nanometer). Der Anteil Nanopartikel kann 0,1 bis 60 Gewichtsprozent, von 0,3 bis 40 Gewichtsprozent, von 0,5 bis 20 Gewichtsprozent, von 0,5 bis 4 Gewichtsprozent oder von 0,5 bis 2 Gewichtsprozent betragen, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Dünnschicht, das zu 100 Gewichtsprozent zugrunde gelegt wurde.
  • Das Zielobjekt kann zwei Dünnschichten aufweisen, die darauf ausgebildet sind und übereinander gestapelt sind, wobei eine Dünnschicht Metall-Nanodrähte enthalten kann während die andere Dünnschicht Metall-Nanopartikel oder Nanopartikel mit einer hohen Permeabilitätskonstanten umfassen kann.
  • Das Zielobjekt hängt von der Anwendung der Zusammensetzung ab. Wenn die Zusammensetzung bspw. auf elektronischen Geräten verwendet wird, kann das Zielobjekt das Gehäuse der elektronischen Geräte, die gedruckte Leiterplatine der elektronischen Geräte oder Bauelemente in den elektronischen Geräten sein, die eines EMI-Schutzes bedürfen. Außerdem kann es sich bei dem Zielobjekt um ein Substrat handeln, das eine Dünnschicht trägt.
  • Verschiedene Beispiele werden nachfolgend zur ausführlicheren Erläuterung der vorliegenden Offenbarung dargelegt.
  • Experiment 1
  • Das nachfolgend beschriebene Verfahren kann zur Herstellung von Zusammensetzungen verwendet werden, die unterschiedliche Arten oder Anteile von Metall-Nanodrähten und Nanopartikeln enthalten. Zunächst werden für jede Probe Silber-Nanodrähte gezogen, die ein Streckungsverhältnis von größer als 20 haben, und zwar unter Verwendung eines Verfahrens wie bspw. des Laser-Ablationsverfahrens, des Metalldampf-Syntheseverfahrens, des chemischen Reduktionsverfahrens oder des Polyol-Verfahrens. Die vorgenannten Verfahren sind im Stand der Technik gut bekannt, deshalb erfolgt hier keine ausführliche Beschreibung der Prozesse.
  • Anschließend werden Silber-Nanodrähte und Nanopartikel zu einem Polymer-Material hinzugefügt um eine Zusammensetzung zu erhalten. Die Zusammensetzung kann mit Hilfe eines Ultraschall-Rüttlers und eines Planeten-Zentrifugenmischers verrührt werden, um so die Silber-Nanodrähte und die Nanopartikel in dem Polymer-Material feinst zu verteilen.
  • Anschließend wird die Zusammensetzung zu einem Festkörper mit einer gewünschten Form erstarrt. Schließlich wird die elektromagnetische Abschirmungswirkung des Festkörpers gemessen. Das Verfahren zum Prüfen der elektromagnetischen Abschirmwirkung kann ein Standard-Testverfahren zum Prüfen der elektromagnetischen Abschirmungswirkung sein, bspw. ASTM D4935-99. Normalerweise kann man die Abschirmungswirkung (S. E. Shielding Effectiveness) mit Hilfe der folgenden Gleichung erhalten:
    Figure 00160001
    wobei Iin die Stärke der auf eine Testprobe einfallenden elektromagnetischen Strahlung ist und Iout die Stärke der durch die Testprobe hindurchtretenden elektromagnetischen Strahlung.
  • Die nachfolgende Tabelle 1 zeigt sechs Zusammensetzungen mit unterschiedlichen Konzentrationen. Die Zusammensetzungen (Proben 1 bis 5) werden dadurch zubereitet, dass der gleiche Gewichtsprozentanteil Silber-Nanodrähte (AgNW) und unterschiedliche Gewichtsprozentanteile von Eisenoxyd-Nanopartikeln (Fe3O4NP) zu einem Polymer-Material hinzugefügt werden, wobei bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, das als 100 Prozent zugrunde gelegt wird, der Anteil der Silber-Nanodrähte 1,22 Gewichtsprozent der Zusammensetzung und der Anteil der Eisenoxid-Nanopartikel zwischen 0 und 1,88 Gewichtsprozent der Zusammensetzung beträgt. Das Polymer-Material kann ETERSOL 6515 sein, ein ungesättigter Polyester der von ETERNAL CHEMICAL Co., Ltd., Taiwan hergestellt wird.
  • Das Polymer-Material enthält eine Polymethylmethacrylat-Lösung. Das Polymethylmethacrylat kann von 45 bis 55 Gewichtsprozent des Polymer-Materials umfassen und der Anteil Wasser kann 45 bis 55 Gewichtsprozent des Polymer-Materials betragen.
  • Das Streckungsverhältnis des Silber-Nanodrähte kann 250 betragen und der Durchmesser der Eisenoxid-Nanopartikel kann 100 Nanometer sein. Die Probe 6 wird dadurch bereitet, dass nur Eisenoxid-Nanopartikel in das Polymer-Material eingerührt werden, wobei die Konzentration der Eisenoxid-Nanopartikel etwa 9,09 Gewichtsprozent beträgt. Nachdem die Proben 1 bis 6 einzeln gleichmäßig vermischt wurden, werden die Proben 1 bis 6 dazu verwendet, um gesondert eine Dünnschicht mit einer Stärke von 50 Mikrometern auszubilden. Schließlich wird die elektromagnetische Abschirmungswirkung dieser Dünnschichten geprüft. Tabelle 1
    Eisenoxid-Nanopartikel mit einem Durchmesser von 100 Nanometern (Gewichtsprozent) Silber-Nanodrähte mit einem Streckungsverhältnis von 250 (Gewichtsprozent) ETERSOL 6515 (Gewichtsprozent)
    Probe 1 0 1,22 49,39
    Probe 2 0,13 1,22 49,325
    Probe 3 0,31 1,22 49,235
    Probe 4 0,63 1,22 49,075
    Probe 5 1,88 1,22 48,45
    Probe 6 9,09 0 45,05
  • Wie in den 1 und 2 gezeigt, wird gemäß den Testergebnissen für die elektromagnetische Abschirmungswirkung der Proben 1 bis 6 die elektromagnetische Abschirmungswirkung mit zunehmenden Anteil von Eisenoxid-Nanopartikeln verbessert. Die elektromagnetische Abschirmungswirkung der Dünnschichten wird wirkungsvoll verbessert, wenn der Anteil Eisenoxid-Nanopartikel in einem Bereich vom 0,1 bis 3 Gewichtsprozent liegt und wird insbesondere verbessert, wenn der Anteil Eisenoxid-Nanopartikel in einem Bereich von 0,5 bis 2 Gewichtsprozent liegt.
  • Aus den vorgenannten Prüfergebnissen kann man ablesen, dass das Hinzufügen einer geeigneten Menge von magnetisch permeablen dielektrischen Nanopartikeln zu einer Dünnschicht, die Metall-Nanodrähte enthält, offensichtlich die elektromagnetische Abschirmungswirkung verbessern kann. Wenn jedoch eine große Menge an permeablen konstanten Nanopartikeln zu einer Dünnschicht hinzugefügt wird, die Metall-Nanodrähte enthält, würde die elektromagnetische Abschirmungswirkung der Dünnschicht entgegen der auf dem bisherigen Wissenstands basierenden Erwartung, die von einer Verschlechterung ausgeht, besser sein, wenn mehr permeable konstante Nanopartikel hinzugefügt werden. Wenn Eisenoxid-Nanopartikel mit Partikeldurchmessern von 80 bis 120 Nanometern und Silber-Nanodrähte mit Streckungsverhältnissen in einem Bereich von 200 bis 300 vorliegen, kann deshalb der Anteil Eisenoxid-Nanopartikel in einem Bereich von 0,1 bis 3 Gewichtsprozent, vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 bis 2 Gewichtsprozent, liegen.
  • Anhand des Testergebnisses für Probe 6 kann man außerdem erkennen, dass, obwohl Eisenoxid-Nanopartikeln magnetisch permeable dielektrische Nanopartikel sind, die Dünnschicht mit 9,09 Gewichtsprozent Eisenoxid-Nanopartikeln beinahe keine elektromagnetische Abschirmungswirkung hat. Das Testergebnis für die Probe 6 lehrt, dass das Hinzufügen von Eisenoxid-Nanopartikeln mit einem Anteil von weniger als 9,09 Gewichtsprozent zu einer Dünnschicht, die Metall-Nanodrähte enthält, nicht die elektromagnetische Abschirmungswirkung der Dünnschicht verbessert. Anhand der Ergebnisse für die Experimente gemäß der Offenbarung kann man jedoch herausfinden, dass das Hinzufügen einer geringen Menge von Eisenoxid-Nanopartikeln zu einer Dünnschicht, die Metall-Nanodrähte enthält, überraschenderweise die elektromagnetische Abschirmungswirkung der Dünnschicht verbessert.
  • Experiment 2
  • Die Tabelle 2 nachfolgend zeigt Zusammensetzungen (Proben 7 bis 9), die jeweils, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, das zu 100 Prozent zugrunde gelegt wird, Silber-Nanodrähte mit einem Anteil von 1,22 Gewichtsprozent und Eisenoxid-Nanopartikel mit einem bestimmten Anteil, der von 0 bis 1,24 Gewichtsprozent reicht, enthalten, wobei der Silber-Nanodraht ein Streckungsverhältnis von 80 hat und der Durchmesser der Eisenoxid-Nanopartikel etwa 100 Nanometer beträgt. Nach dem Vermischen werden die Proben 7 bis 9 dazu verwendet, um gesondert eine Dünnschicht mit einer Dicke von 50 Mikrometern auszubilden, und die elektromagnetische Abschirmungswirkung für diese Dünnschichten wurde geprüft.
  • Jede Zusammensetzung enthält ein Polymer-Material, das Polymethylmethacrylat-Lösung enthält. Bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymer-Materials, das zu 100 Prozent zugrunde gelegt wird, kann das Polymethylmethacrylat 45 bis 55 Gewichtsprozent des Polymer-Materials enthalten und der Wasseranteil kann 45 bis 55 Gewichtsprozent des Polymer-Materials betragen. Tabelle 2
    Eisenoxid-Nanopartikel mit einem Durchmesser von 100 Nanometern (Gewichtsprozent) Silber-Nanopartikel mit einem Streckungsverhältnis von 80 (Gewichtsprozent) Polymethylmethacrylat (Gewichtsprozent)
    Probe 7 0 1,22 49,39
    Probe 8 0,62 1,22 49,08
    Probe 9 1,24 1,22 48,67
  • Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, haben im Vergleich der Testergebnisse für die Proben 1, 4 und 5, die ähnliche Anteile von Eisenoxid-Nanopartikeln und Silber-Nanodrähten enthalten, die Dünnschichten, die mit Hilfe der Proben 7 bis 9 ausgebildet wurden, eine geringere elektromagnetische Abschirmungswirkung. Außerdem kann man aus dem in der 11 gezeigten Simulationsergebnis ableiten, dass die elektromagnetische Abschirmungswirkung mit abnehmendem Streckungsverhältnis der verwendeten Nanodrähte abnimmt. Somit ist die geringere elektromagnetische Abschirmungswirkung der aus den Proben 7 bis 9 ausgebildeten Dünnschichten wahrscheinlich die Folge der Verwendung von Nanodrähten mit einem kleinen Streckungsverhältnis.
  • Bspw. weist die aus der Probe 4 ausgebildete Dünnschicht eine elektromagnetische Abschirmungswirkung von 38 bis 58 dB über einen Frequenzbereich von 2 bis 16 GHz auf. Im Vergleich dazu hat die aus der Probe 8 ausgebildete Dünnschicht über den gleichen Frequenzbereich eine elektromagnetische Abschirmungswirkung in einem akzeptablen Bereich von 20 bis 27 dB.
  • Zusätzlich zu dem Einfluss des Streckungsverhältnisses der Silber-Nanodrähte weisen die Dünnschichten, die aus den Proben 7 bis 9 mit einer höheren Konzentration von Eisenoxid-Nanopartikeln ausgebildet wurden, eine größere elektromagnetische Abschirmungswirkung auf.
  • Außerdem hat die aus der Probe 4 ausgebildete Dünnschicht eine elektromagnetische Abschirmungswirkung von 38 bis 58 dB über einen Frequenzbereich von 2 bis 16 GHz. Obwohl der Anteil von Eisenoxid-Nanopartikeln auf 1,2 Gewichtsprozent (Probe 9) erhöht ist, beträgt im Vergleich dazu, wie in der 3 gezeigt, die elektromagnetische Abschirmungswirkung der Dünnschicht weniger als 35 dB. Man kann erkennen, dass eine Veränderung des Streckungsverhältnisses der Nanodrähte in der Dünnschicht einen größeren Einfluss auf die elektromagnetische Abschirmungswirkung hat als eine Veränderung des Anteils bzw. der Konzentration der Nanopartikel in der Dünnschicht. Allgemein können die Silber-Nanodrähte ein Streckungsverhältnis von größer als 10, größer als 80 oder zwischen 100 und 300 haben.
  • Experiment 3
  • Die Tabelle 3 nachfolgend zeigt Zusammensetzungen (Proben 10 bis 13), die jeweils 1,14 Gewichtsprozent Silber-Nanodrähte und Eisenoxid-Nanopartikel mit einem bestimmten Anteil, der von 0 bis 1,99 Gewichtsprozent reicht, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, das zu 100 Prozent angenommen wurde, aufweisen, wobei die Silber-Nanodrähte ein Streckungsverhältnis von 250 haben und der Durchmesser der Eisenoxid-Nanopartikel etwa 100 Nanometer beträgt. Nach dem Vermischen werden die Proben 10 bis 13 dazu verwendet, um gesondert eine Dünnschicht mit einer Stärke von 50 Mikrometern auszubilden, um die elektromagnetische Abschirmungswirkung zu prüfen.
  • Die Zusammensetzungen enthalten ein Polymer-Material, das eine Polymethylmethacrylat-Lösung enthält. Bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymer-Materials, das zu 100 Prozent zugrunde gelegt wird, kann der Anteil Polymethylmethacrylat 45 bis 55 Gewichtsprozent des Polymer-Materials betragen und kann der Anteil des Wassers 45 bis 55 Gewichtsprozent des Polymer-Materials betragen. Tabelle 3
    Eisenoxid-Nanopartikel mit einem Durchmesser von 100 Nanometern (Gewichtsprozent) Silber-Nanodrähte mit einem Streckungsverhältnis von 250 (Gewichtsprozent) Polymethylmethacrylat (Gewichtsprozent)
    Probe 10 0 1,14 49,43
    Probe 11 0,66 1,14 49,1
    Probe 12 1,33 1,14 48,765
    Probe 13 1,99 1,14 48,435
  • Wie in den 2 und 4 gezeigt, haben die Dünnschichten, die aus den Proben 10 bis 13 ausgebildet werden, im Vergleich zu den Testergebnissen für die Dünnschichten, die ähnliche Anteile von Eisenoxid-Nanopartikeln in der 1 haben, aufgrund des Einschlusses eines geringeren Anteils von Silber-Nanodrähten eine geringere elektromagnetische Abschirmungswirkung. Bspw. hat die aus der Probe 12 ausgebildete Dünnschicht im Vergleich zu den Dünnschichten, die aus den Proben 4 und 5 ausgebildet wurden und die eine elektromagnetische Abschirmungswirkung von 36 bis 58 dB über einen Frequenzbereich von 7 bis 16 GHz aufweisen, über den gleichen Frequenzbereich eine geringere elektromagnetische Abschirmungswirkung von 22 bis 27 dB.
  • Anhand der Ergebnisse von Experiment 3 kann man erkennen, dass im Vergleich zu der Dünnschicht ohne Eisenoxid-Nanopartikeln die Dünnschicht mit 1,33 Gewichtsprozent Eisenoxid-Nanopartikel eine deutlich bessere elektromagnetische Abschirmungswirkung haben kann. In ähnlicher Weise kann das Hinzufügen von zu vielen Eisenoxid-Nanopartikeln, bspw. von 1,99 Gewichtsprozent Eisenoxid-Nanopartikeln in Probe 13, einen nachteiligen Einfluss auf die elektromagnetische Abschirmungswirkung haben.
  • Im Ergebnis kann entsprechend den Ergebnissen aus den Proben 4 und 5 und den Proben 11, 12 und 13 die elektromagnetische Abschirmungswirkung einer Dünnschicht, die Nanodrähte mit einem Anteil von weniger als 3 Gewichtsprozent enthält, durch das Hinzufügen von Nanopartikeln mit einem Anteil von mehr als 2 Gewichtsprozent nicht verbessert werden. Wenn deshalb der Durchmesser der Eisenoxid-Nanopartikel zwischen 80 und 120 Nanometern liegt, die Silber-Nanodrähte ein Streckungsverhältnis von 200 bis 300 aufweisen und die Dünnschicht Nanodrähte mit einem Anteil von 1,0 bis 1,3 Gewichtsprozent enthält, liegt die Konzentration der Eisenoxid-Nanopartikel vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 3 Gewichtsprozent, bevorzugter in einem Bereich von 0,2 bis 2 Gewichtsprozent und am Bevorzugtesten in einem Bereich von 1 bis 2 Gewichtsprozent.
  • Experiment 4
  • Die Tabelle 4 nachfolgend zeigt Zusammensetzungen (Proben 14 bis 17), die jeweils 3 Gewichtsprozent Silber-Nanodrähte und Eisenoxid-Nanopartikel mit einem Anteil in einem Bereich von 0 bis 1,79 Gewichtsprozent enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, das mit 100 Prozent zugrunde gelegt wird, wobei die Silber-Nanodrähte ein Streckungsverhältnis von 250 haben und der Durchmesser der Eisenoxid-Nanopartikel etwa 0,5 Mikrometer beträgt. Nach dem Vermischen werden die Proben 14 bis 17 dazu verwendet, um gesondert eine Dünnschicht mit einer Stärke von 50 Mikrometern auszubilden, um die elektromagnetische Abschirmungswirkung zu prüfen. Die Zusammensetzungen enthalten ein Polymer-Material, das eine Polymethylmethacrylat-Lösung enthält. Bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymer-Materials, das zu 100 Prozent zugrunde gelegt wird, kann der Anteil Polymethylmethacrylat 45 bis 55 Gewichtsprozent des Polymer-Materials betragen und der Anteil Wasser 45 bis 55 Gewichtsprozent des Polymer-Materials. Tabelle 4
    Eisenoxid-Nanopartikel mit einem Durchmesser von 0,5 Mikrometern (Gewichtsprozent) Silber-Nanodrähte mit einem Streckungsverhältnis von 250 (Gewichtsprozent) Polymethylmethacrylat (Gewichtsprozent)
    Probe 14 0 3 48,5
    Probe 15 0,61 3 48,195
    Probe 16 1,2 3 47,9
    Probe 17 1,79 3 47,605
  • Im Vergleich zu den in der 2 gezeigten Prüfergebnissen enthalten die Proben 14 bis 17 höhere Anteile an Silber-Nanodrähten, so dass die ausgebildeten Dünnschichten einen kleineren Oberflächenwiderstand aufweisen, wie in den 2 und 5 dargestellt. Im Vergleich der in der 2 und 5 gezeigten experimentellen Ergebnissen miteinander kann man jedoch erkennen, dass die aus den Proben 14 bis 17 ausgebildeten Dünnschichten aufgrund ihres geringeren Oberflächenwiderstands keine signifikant verbesserte elektromagnetische Abschirmungswirkung haben.
  • Bspw. weist die aus der Probe 5 ausgebildete Dünnschicht im Vergleich der Probe 5 mit der Probe 17 eine elektromagnetische Abschirmungswirkung von 36 bis 53 dB über einem Frequenzbereich von 6 bis 16 GHz auf, während die aus der Probe 17 ausgebildete Dünnschicht eine elektromagnetische Abschirmungswirkung von 9 bis 52 dB über denselben Frequenzbereich aufweist. Mit zunehmendem Anteil an Nanodrähten kann die Erhöhung des Durchmessers der Nanopartikel bei vergleichbarer Konzentration einen signifikanten Einfluss über das Hochfrequenzspektrum haben.
  • Wie außerdem in der 5 gezeigt ist, wenn man die elektromagnetische Abschirmungswirkung der aus der Proben 14 bis 16 ausgebildeten Dünnschichten miteinander vergleicht, wird die elektromagnetische Abschirmungswirkung durch Erhöhung des Anteils von Eisenoxid-Nanopartikeln über den größten Teil des Frequenzbereichs verbessert. Im Vergleich zu der Dünnschicht, die keine Eisenoxid-Nanopartikel enthält, hat die Dünnschicht mit 1,2 Gewichtsprozent Eisenoxid-Nanopartikeln eine bessere elektromagnetische Abschirmungswirkung. Wenn noch mehr Eisenoxid-Nanopartikel hinzugefügt werden, bspw. um den Anteil auf 1,79 Gewichtsprozent zu erhöhen (Probe 17), nimmt die elektromagnetische Abschirmungswirkung der Dünnschicht in entsprechender Weise ab. Wenn der Durchmesser der Nanopartikel zwischen 300 und 700 Nanometern liegt, die Silber-Nanodrähte ein Streckungsverhältnis von 200 bis 300 haben und die Dünnschicht Nanodrähte mit einem Anteil von größer als 3 Gewichtsprozent enthält, liegt somit der Anteil der Eisenoxid-Nanopartikel bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 3 Gewichtsprozent, bevorzugter in einem Bereich von 0,2 bis 2 Gewichtsprozent und am Bevorzugtesten in einem Bereich von 0,3 bis 2 Gewichtsprozent.
  • Wie durch die experimentellen Ergebnisse, die in den 2 und 3 gezeigt sind, angedeutet, kann die Verwendung von Nanodrähten mit einem hohen Streckungsverhältnis außerdem die elektromagnetische Abschirmungswirkung verbessern. Bezugnehmend auf die 10 wird die elektromagnetische Abschirmungswirkung der Dünnschicht außerdem nicht signifikant verbessert, wenn die Konzentration der Nanodrähte in einer Dünnschicht auf einen Wert oberhalb von 3 Gewichtsprozent erhöht wird. Wenn jedoch Metall-Nanopartikel mit unterschiedlichen Größen oder magnetisch hoch-permeable Nanopartikel mit unterschiedlichen Größen zu der Dünnschicht hinzugefügt werden, können die optischen Weglängen von hochfrequenten elektromagnetischen Wellen in der Dünnschicht verändert werden, um so die elektrische Abschirmungswirkung zu verbessern.
  • Experiment 5
  • Die nachfolgende Tabelle 5 zeigt Zusammensetzungen (Proben 18 bis 21), die jeweils 10,45 Gewichtsprozent Silber-Nanodrähte und Eisenoxid-Nanopartikeln mit einem Anteil von 0 bis 1,87 Gewichtsprozent enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, das zu 100 Prozent angenommen wird, wobei die Silber-Nanodrähte ein Streckungsverhältnis von 250 haben und der Durchmesser der Eisenoxid-Nanopartikel etwa 30 Nanometer beträgt. Nach dem Vermischen werden die Proben 18 bis 21 dazu verwendet, um gesondert eine Dünnschicht mit einer Stärke von 50 Mikrometern auszubilden, um die elektromagnetische Abschirmungswirkung zu prüfen. Die Zusammensetzungen enthalten ein Polymer-Material, das eine Polymethylmethacrylat-Lösung enthält. Bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymer-Materials, das mit 100 Prozent angenommen wird, kann der Anteil Polymethylmethacrylat 45 bis 55 Gewichtsprozent des Polymer-Materials betragen und der Anteil des Wassers 45 bis 55 Gewichtsprozent des Polymer-Materials. Table 5
    Eisenoxid-Nanopartikel mit einem Durchmesser von 30 Nanometern (Gewichtsprozent) Silber-Nanodrähte mit einem Streckungsverhältnis von 250 (Gewichtsprozent) Polymethylmethacrylat (Gewichtsprozent)
    Probe 18 0 10,45 44,775
    Probe 19 0,66 10,45 44,445
    Probe 20 1,33 10,45 44,11
    Probe 21 1,87 10,45 43,84
  • Im Vergleich der in der 2 gezeigten Prüfergebnissen enthalten die Proben 18 bis 21 höhere Anteile an Silber-Nanodrähten, so dass die aus den Proben 18 bis 21 ausgebildeten Dünnschichten einen kleineren Oberflächenwiderstand aufweisen, wie in den 2 und 6 dargestellt. Im Vergleich der in den 2 und 5 gezeigten experimentellen Ergebnissen kann man jedoch erkennen, dass Dünnschichten, die aus den Proben 18 bis 21 ausgebildet werden, wegen ihres kleineren Oberflächenwiderstands keine signifikant verbesserte elektromagnetische Abschirmungswirkung haben.
  • Bspw. hat im Vergleich zu der Probe 5 mit der Probe 21, die aus der Probe 5 ausgebildete Dünnschicht eine elektromagnetische Abschirmungswirkung von 36 bis 48 dB über einen Frequenzbereich von 4 bis 16 GHz, während die aus der Probe 21 ausgebildete Dünnschicht eine geringe elektromagnetische Abschirmungswirkung von 25 bis 37 dB über den gleichen Frequenzbereich aufweist.
  • Wie durch die Prüfergebnisse für die elektromagnetische Abschirmungswirkung der aus den Proben 18 bis 21 ausgebildeten Dünnschichten angedeutet, wird die elektromagnetische Abschirmungswirkung außerdem durch Erhöhung des Anteils der Eisenoxid-Nanopartikel verbessert, während im Vergleich zu der Dünnschicht, die keine Eisenoxid-Nanopartikel enthält, die Dünnschicht mit einem Anteil von 1,87 Gewichtsprozent Eisenoxid Nanopartikeln eine bevorzugte elektromagnetische Abschirmungswirkung hat. Wenn die Eisenoxid-Nanopartikel einen Durchmesser von 10 bis 50 Nanometern haben, die Silber-Nanodrähte ein Streckungsverhältnis von 200 bis 300 und die Dünnschicht Nanodrähte mit einem Anteil von 10,45 Gewichtsprozent enthält, liegt außerdem der Anteil Eisenoxid-Nanopartikel bevorzugt in einem Bereich von 0,4 bis 2,6 Gewichtsprozent, bevorzugter von 0,6 bis 2,4 Gewichtsprozent und am Bevorzugtesten von ein 1 bis 2 Gewichtsprozent.
  • Wie in den 5 und 6 und außerdem in den 8 bis 10 gezeigt, ist die Verbesserung der elektromagnetischen Abschirmungswirkung durch weiteres Hinzufügen von Nanodrähten somit nicht erkennbar, nachdem der Anteil der Nanodrähte auf einen bestimmten Wert erhöht wurde. Stattdessen kann die elektromagnetische Abschirmungswirkung über das Hochfrequenzspektrum überraschenderweise durch das Hinzufügen eines gewissen Anteils von Nanopartikeln verbessert werden.
  • Experiment 6
  • Die nachfolgende Tabelle 6 zeigt Zusammensetzungen (Proben 22 bis 25), die jeweils 1,14 Gewichtsprozent Silber-Nanodrähte und Silber-Nanopartikel mit einem bestimmten Anteil von 0 bis 1,99 Gewichtsprozent enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, das mit 100 Prozent angenommen wurde, sowie eine Probe 26, die 7,65 Gewichtsprozent Silber-Nanopartikel enthält und die keine Silber-Nanodrähte enthält, wobei der Silber-Nanodraht ein Streckungsverhältnis von 250 hat und der Durchmesser der Silber-Nanopartikel etwa 100 Nanometer beträgt. Nach deren Vermischen werden die Proben 22 bis 26 dazu verwendet, um gesondert eine Dünnschicht mit einer Stärke von 50 Mikrometern auszubilden, um die elektromagnetische Abschirmungswirkung zu prüfen. Die Zusammensetzungen enthalten ein Polymer-Material, das eine Polymethylmethacrylat-Lösung enthält. Bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymer-Materials, das mit 100 Prozent angenommen wird, kann der Anteil Polymethylmethacrylat 45 bis 55 Gewichtsprozent des Polymer-Materials und der des Wassers 45 bis 55 Gewichtsprozent des Polymer-Materials betragen. Tabelle 6
    Silber-Nanopartikel mit einem Durchmesser von 100 Nanometern (Gewichtsprozent) Silber-Nanodrähte mit einem Streckungsverhältnis von 250 (Gewichtsprozent) Polymethylmethacrylat (Gewichtsprozent)
    Probe 22 0 1,14 49,43
    Probe 23 0,66 1,14 49,1
    Probe 24 1,33 1,14 48,765
    Probe 25 1,99 1,14 48,435
    Probe 26 7,65 0 46,175
  • Im Vergleich der in der 4 gezeigten experimentellen Ergebnissen enthalten die Proben 23 bis 26 elektrisch leitende Silber-Nanopartikel, so dass Dünnschichten, die aus den Proben 23 bis 26 ausgebildet werden, einen kleineren Oberflächenwiderstand haben können, wie in der 7 dargestellt. Im Vergleich der in den 4 und 7 gezeigten experimentellen Ergebnissen kann man jedoch erkennen, dass die aus den Proben 23 bis 26 ausgebildeten Dünnschichten wegen ihres geringen Oberflächenwiderstands keine bevorzugte elektromagnetische Abschirmungswirkung haben.
  • Im Vergleich der Probe 12 mit der Probe 24 hat bspw. die Probe 12 eine elektromagnetische Abschirmungswirkung von 18 bis 29 dB über den dargestellten Frequenzbereich, wohingegen die aus der Probe 29 ausgebildete Dünnschicht eine elektromagnetische Abschirmungswirkung über den gleichen Frequenzbereich von 19 bis 30 dB hat. Beide Proben haben eine nahezu identische elektromagnetische Abschirmungswirkung, mit Ausnahme in dem Bereich um die Frequenz von 4,8 GHz herum, wo in der aus der Probe 24 ausgebildeten Dünnschicht ein Resonanzeffekt auftritt. Gemäß den vorgenannten experimentellen Ergebnissen haben Dünnschichten, denen Silber-Nanopartikel hinzugefügt wurden, und Dünnschichten, denen magnetisch permeable dielektrische Nanopartikel hinzugefügt wurden, eine identische elektromagnetische Abschirmungswirkung.
  • Wenn die Silber-Nanopartikel einen Durchmesser von 80 bis 120 Nanometern haben und die Silber-Nanodrähte ein Streckungsverhältnis von 200 bis 300 haben, liegt deshalb der Anteil der Silber-Nanodrähte bevorzugt in einem Bereich von 0,5 bis 2,5 Gewichtsprozent und bevorzugter in einem Bereich von 0,7 bis 2 Gewichtsprozent.
  • Im Vergleich der Prüfergebnisse für die elektromagnetische Abschirmungswirkung für die Dünnschichten, die mit den Proben 22 bis 25 ausgebildet wurden, ist die elektromagnetische Abschirmungswirkung außerdem für die Dünnschicht, die nur Nanodrähte enthält, besser als diejenige der Dünnschichten, die nur Nanopartikel enthalten. Die elektromagnetische Abschirmungswirkung wird mit zunehmendem Anteil von Silber-Nanopartikeln besser und dann, wenn elektrische leitende Nanopartikel verwendet werden, um magnetisch permeable Nanopartikel zu ersetzten, können beide Arten von Dünnschichten einen gewissen elektromagnetischen Abschirmungseffekt haben. Die 12 zeigt Testergebnisse für die elektromagnetische Abschirmungswirkung von zwei Dünnschichten, wobei die beiden Dünnschichten unter Verwendung eines Trägers zubereitet wurden, der ein A-Typ-Bisphenol-Epoxidharz BE188 ist, der von Chang Chun Plastics Co., Ltd., Taiwan hergestellt wird. Die beiden Dünnschichten werden gesondert unter Verwendung von zwei Zusammensetzungen hergestellt, wobei jede der beiden Zusammensetzungen 2,06 Gewichtsprozent Nanodrähte mit einem Streckungsverhältnis von 80 enthält und wobei eine Zusammensetzung außerdem 0,65 Gewichtsprozent Nanopartikel mit einem Durchmesser von etwa 50 Nanometern enthält und die andere Zusammensetzung keine Nanopartikel enthält. Entsprechend den experimentellen Ergebnissen kann man erkennen, dass, nachdem dem Träger, dessen Material von Acrylharz zu A-Typ-Bisphenol-Epoxidharz BE188 geändert wurde, Nanopartikel hinzugefügt worden sind, die Dünnschicht, die aus der Mischung des Trägers und den Nanopartikeln hergestellt wird, besser ist. Somit wird die überraschende Verbesserung der elektromagnetischen Abschirmungswirkung aufgrund des Hinzufügens eines gewissen Anteils von Nanopartikeln nicht durch die Verwendung eines anderen Polymer-Materials beeinträchtigt.
  • Dünnschichten, die unter Verwendung der vorstehend offenbarten Zusammensetzung hergestellt werden und die Nanodrähte und Nanopartikel enthalten, können hervorragende elektromagnetische Abschirmungswirkungen aufweisen. Tabelle 7
    Gegenstand Zusammensetzung (Gewichtsprozent) Elektromagnetische Abschirmungswirkung
    Probe 4 Nanodraht plus Nanopartikel < 2%t > 40 dB
    Kommerzielles Produkt B (EMR-Schutz), bereitgestellt durch YShield EMR-Schutz Graphit oder elektrisch leitende Partikel > 40% (Feststoffanteil) < 30 dB
    Kommerzielles Produkt C (ECOS E. M. R.-E. L. F Strahlungsabschirmungs-Wandfarbe) bereitgestellt von Eco Organic Paints Graphit oder elektrisch leitende Partikel > 40% (Feststoffanteil) < 30 dB
  • Wie in der Tabelle 7 und der 13 gezeigt ist, können im Vergleich zu den Dünnschichten, die unter Verwendung von kommerziellen Produkten B und C ausgebildet werden und die herkömmliche runde Metallpartikel enthalten, die Dünnschichten, die eine Nano-Struktur enthalten und unter Verwendung der Probe 4 gemäß der vorstehenden Offenbarung ausgebildet werden, für eine bessere elektromagnetische Abschirmungswirkung sorgen. Außerdem erfordern diese kommerziellen Produkte das Hinzufügen von großen Anteilen an Partikel und außerdem erfordert die Zusammensetzung A, gemäß der vorliegenden Offenbarung, nur das Hinzufügen eines geringen Anteils von Nano-Material und kann diese für eine bessere elektromagnetische Abschirmungswirkung sorgen.
  • Bezugnehmend auf die 14 stellt die vorliegende Offenbarung eine elektromagnetische Abschirmungseinrichtung 10 bereit. Die elektromagnetische Abschirmungseinrichtung 10 umfasst ein Trägerelement 11 mit einer Oberfläche 13 sowie einer Dünnschicht 12, die auf der Oberfläche 13 ausgebildet ist, um für eine elektromagnetische Abschirmungswirkung zu sorgen. Die Dünnschicht 12 kann eine Mehrzahl von Metall-Nanodrähten und eine Mehrzahl von Nanopartikeln umfassen. Die Mehrzahl von Metall-Nanodrähten und die Mehrzahl von Nanopartikeln sind in der Dünnschicht 12 feinst verteilt und miteinander vermischt, wobei die Metall-Nanodrähte 1 bis 95 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dünnschicht 12, das mit 100 Prozent zugrunde gelegt wird, umfassen und die Nanopartikel einen Anteil von 0,5 bis 60 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der Dünnschicht 12 haben, das zu 100 Prozent zugrunde gelegt wird. Das Trägerelement 11 kann ein beliebiges Zielobjekt sein, das für eine elektromagnetische Abschirmung mit der Dünnschicht 12 beschichtet werden soll. Bspw. kann es sich bei dem Trägerelement 11 um Drähte, Platten bzw. Bleche, Polymerschichten oder Gerätegehäuse handeln.
  • Gemäß der 15 stellt die vorliegende Offenbarung außerdem eine anti-elektrostatische Einrichtung 20 bereit. Die anti-elektrostatische Einrichtung 20 umfasst ein Substrat 21 mit einer Oberfläche 23 sowie einer Dünnschicht 22, die auf der Oberfläche 23 zur Bereitstellung eines anti-elektrostatischen Schutzes ausgebildet ist. Die Dünnschicht 22 kann eine Mehrzahl von Metall-Nanodrähten und eine Mehrzahl von Nanopartikeln umfassen. Die Mehrzahl von Metall-Nanodrähten und die Mehrzahl von Nanopartikeln sind in der Dünnschicht 22 feinst verteilt und miteinander vermischt, wobei die Metall-Nanodrähte 1 bis 95 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dünnschicht 22, das mit 100 Prozent zugrunde gelegt wird, umfassen und der Anteil der Nanopartikel 0,5 bis 60 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der Dünnschicht 22 beträgt, das mit 100 Prozent zugrunde gelegt wird.
  • Zusammenfassend kann das Hinzufügen einer geeigneten Menge an Nanopartikeln zu einer Zusammensetzung, die Metall-Nanodrähte enthält, die elektromagnetische Abschirmungswirkung der unter Verwendung dieser Zusammensetzung ausgebildeten Dünnschicht verbessern. Gemäß den Ergebnissen der vorgenannten Experimente wird angenommen, dass bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, das mit 100 Prozent angenommen wird, die Konzentration der Metall-Nanodrähte in einem Bereich von 1 bis 95 Gewichtsprozent liegen kann. Bevorzugt kann der Anteil an Metall-Nanodrähten 1 bis 11 Gewichtsprozent betragen. Bevorzugter kann der Anteil der Metall-Nanodrähte 1 bis 3 Gewichtsprozent betragen. Außerdem kann der Anteil an magnetisch permeablen oder metallischen Nanopartikeln in einem Bereich von 0,1 bis 60 Gewichtsprozent, von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, von 0,5 bis 10 Gewichtsprozent oder von 0,5 bis 2 Gewichtsprozent liegen.
  • Außerdem kann das Hinzufügen von großen Mengen an magnetisch permeablen oder metallischen Nanopartikeln zu der Zusammensetzung, die Metall-Nanodrähte enthält, nicht signifikant zu der Verbesserung der elektromagnetischen Abschirmungswirkung beitragen. Im Vergleich der Dünnschichten, denen zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit Metall-Nanodrähte oder Metall-Nanopartikel hinzugefügt werden, können die Dünnschichten, denen magnetisch permeable Nanopartikel hinzugefügt werden, eine weitere Verbesserung der elektromagnetischen Abschirmungswirkung bieten.
  • Die 16 ist eine Ansicht, die eine elektromagnetische Abschirmungsstruktur 30 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Die elektromagnetische Abschirmungsstruktur umfasst ein Zielobjekt 31 und eine Dünnschicht 32. Das Verfahren zum Herstellen der elektromagnetischen Abschirmungsstruktur 30 umfasst die Bereitstellung eines Zielobjekts 31, das Ausbilden einer Dünnschicht 32 auf dem Zielobjekt 31 durch Beschichten oder Aufsprühen und das Erwärmen der Dünnschicht 32 auf eine Temperatur in einem Bereich von 50 bis 250°C durch Bestrahlen der Dünnschicht 32 mit Licht oder unter Verwendung eines Ofens. Die Zusammensetzungen der Dünnschichten 32 sind in der Tabelle 8 festgehalten. Die Zusammensetzungen sind zum Beschichten oder Aufsprühen ausgelegt. Die Zusammensetzungen können Silber-Nanodrähte und ein Polymer-Material enthalten. Bei gewissen Ausführungsbeispielen umfassen die Zusammensetzungen außerdem Nanopartikel. Das Polymer-Material kann Polyurethan und Wasser enthalten, wobei, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, das mit 100 Prozent zugrunde gelegt wird, das Polyurethan 45 bis 55 Gewichtsprozent der Zusammensetzung umfasst und das Wasser 45 bis 55 Gewichtsprozent der Zusammensetzung. Tabelle 8
    Silber-Nanopartikel mit einem Streckungsverhältnis von 150 (Gewichtsprozent) Eisenoxid-Nanopartikel mit einem Durchmesser von 80 Nanometern (Gewichtsprozent) Polyurethan (Gewichtsprozent)
    Probe 27 2,43 1,45 48,06
    Probe 28 3,49 2,18 47,165
    Probe 29 2,1 0,55 48,675
    Probe 30 1,09 3,69 47,61
  • Die 17 ist ein Diagramm, das eine Messung der Abschirmungswirkung über einen Frequenzbereich von 1 bis 1800 MHz einer Dünnschicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die mit Hilfe einer Mischung ausgebildet wurde, die 2,43 Gewichtsprozent Silber-Nanodrähte und 1,45 Gewichtsprozent Eisenoxid-Partikel enthält. Die 18 ist ein Diagramm, das eine Messung der Abschirmungswirkung eines Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung über einen Frequenzbereich von 1 bis 18 GHz einer Dünnschicht zeigt, die mit Hilfe einer Mischung ausgebildet wurde, die 2,43 Gewichtsprozent Silber-Nanodrähte und 1,45 Gewichtsprozent Eisenoxid-Partikel enthält. Die Probe 27 wird auf das Zielobjekt aufgeschichtet und dann auf 80°C für 5 Minuten erwärmt, um eine Dünnschicht mit einer Stärke von 50 Mikrometern auszubilden. Als nächstes wird die Abschirmungswirkung der Dünnschicht gemessen. Aus den in den 17 und 18 gezeigten Ergebnissen ergibt sich, dass nachdem die Dünnschicht auf 80°C für 5 Minuten erwärmt wurde, die Abschirmungswirkung der Dünnschicht über einen Frequenzbereich von 1 bis 1800 MHz signifikant verbessert wird und die Abschirmungswirkung auf einen Wert oberhalb von 40 dB erhöht wird.
  • Die 19 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Erwärmungszeitdauer und der Abschirmungswirkung für Dünnschichten zeigt, die mit Hilfe einer Mischung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, die 2,43 Gewichtsprozent Silber-Nanodrähte und 1,45 Gewichtsprozent Eisenoxid-Partikel enthält. Die Probe 27 wird auf das Zielobjekt aufgeschichtet und dann 5 Minuten lang auf 80°C erwärmt, um eine Dünnschicht mit einer Stärke von 30 Mikrometern auszubilden. Mehrere Dünnschichten werden außerdem verschiedene Zeitperioden lang auf 150°C erwärmt. Die Abschirmungswirkung der Dünnschichten, die verschiedene Zeiträume lang erwärmt wurden, werden gemessen und die Ergebnisse sind in der 19 zusammengefasst. Wie in der 19 gezeigt ist, kann, wenn eine Dünnschicht länger als 1 Stunde lang erwärmt wird, ihre Abschirmungswirkung auf bis zu 10 dB oder darüber hinaus erhöht werden. Wenn eine Dünnschicht 72 Stunden lang auf 150°C erwärmt wird, kann ihre Abschirmungswirkung um bis zu 4 dB oder darüber hinaus erhöht werden.
  • Die 20 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Erwärmungszeitdauer und der Abschirmungswirkung von Dünnschichten gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die mit Hilfe einer Mischung ausgebildet wurden, die 2,43 Gewichtsprozent Silber-Nanodrähte und 1,45 Gewichtsprozent Eisenoxid-Partikel enthält. Die Probe 27 wird auf ein Zielobjekt aufgeschichtet und 5 Minuten lang auf 80°C erwärmt, um eine Dünnschicht mit einer Stärke von 20 Mikrometern auszubilden. Dünnschichten werden 1 Stunde lang auf verschiedene Temperaturen erwärmt. Als nächstes wird die Abschirmungswirkung der auf unterschiedliche Temperaturen erwärmten Dünnschichten gemessen und die Ergebnisse sind in der 20 zusammengefasst. Wie in der 20 gezeigt ist, erhöht sich die Abschirmungswirkung einer Dünnschicht, wenn die Temperatur zum Erwärmen der Dünnschicht erhöht wird. Somit kann die Abschirmungswirkung einer Dünnschicht durch Anlegen unterschiedlicher Erwärmungstemperaturen eingestellt werden. Außerdem werden die Dünnschichten, die erwärmt wurden und in der 20 gezeigt sind, mit Hilfe des Stifthärte-Test (pencil hardness test) geprüft, mit einer Einstufung auf eine Bewertung B und mit Hilfe eines Haftfähigkeitstest geprüft (Haftfähigkeit einer Anstrichfarbe durch Abziehen nach dem Scotch-Klebestreifentestverfahren), mit einer Bewertung von 4B.
  • Die 21 ist ein Diagramm, das eine Messung der Abschirmungswirkung über einen Frequenzbereich von 1 bis 1800 MHz einer Dünnschicht zeigt, die gemäß einem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung mit Hilfe einer Mischung ausgebildet wurde, die 3,49 Gewichtsprozent Silber-Nanodrähte und 2,18 Gewichtsprozent Eisenoxid-Partikel enthält. Die 22 ist ein Diagramm, das eine Messung der Abschirmungswirkung über einen Frequenzbereich von 1 bis 18 GHz einer Dünnschicht gemäß einem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung zeigt, die mit Hilfe einer Mischung ausgebildet wurde, die 3,49 Gewichtsprozent Silber-Nanodrähte und 2,18 Gewichtsprozent Eisenoxid-Partikel enthält. Die Probe 28 wird auf das Zielobjekt aufgeschichtet und dann 5 Minuten lang auf 80°C, erwärmt, um eine Dünnschicht mit einer Stärke von 80 Mikrometern auszubilden. Anschließend wird die Abschirmungswirkung der Dünnschicht gemessen. Aus den Ergebnissen, die in den 21 und 22 gezeigt sind, ergibt sich, dass nachdem die Dünnschicht 5 Minuten lang auf 80°C erwärmt wurde, die Abschirmungswirkung der Dünnschicht über einen Frequenzbereich von 1 bis 1800 MHz signifikant verbessert wird und die Abschirmungswirkung auf einen Wert oberhalb von 40 dB erhöht wird. Außerdem können Dünnschichten aufgrund des Hinzumischens von Eisenoxid-Partikeln und Silber-Nanopartikeln die Eigenschaft einer Vielfachstreuung und Absorption haben; somit kann eine bessere Abschirmungswirkung erzielt werden.
  • Die 23 ist ein Diagramm, das Messungen der Abschirmungswirkung über einen Frequenzbereich von 1 bis 1800 MHz von Dünnschichten gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die mit Hilfe einer Mischung ausgebildet wurden, die 2,1 Gewichtsprozent Silber-Nanodrähte und 0,55 Gewichtsprozent Eisenoxid-Partikel enthalten und unterschiedliche Heizintervalle lang und auf unterschiedliche Temperaturen erwärmt wurden. Die Probe 29 wird auf ein Zielobjekt aufgeschichtet und dann 5 Minuten lang auf 80°C erwärmt um eine Dünnschicht mit einer Stärke von 70 Mikrometern auszubilden. Die Abschirmungswirkung der Dünnschichten wird gemessen und ist in 23 gezeigt. Außerdem werden die Dünnschichten in einen Ofen gegeben und erneut 24 Stunden lang auf 150°C erwärmt. Das Verfahren zum Messen der Abschirmungswirkung wird anschließend ausgeführt und die Ergebnisse sind in der 23 gezeigt. Wie anhand der Ergebnisse gemäß der 23 gezeigt ist, kann, nachdem die Dünnschichten 24 Stunden lang auf 150°C erwärmt wurden, deren Abschirmungswirkung um 10 dB erhöht werden.
  • Die 24 ist ein Diagramm, das Messungen der Abschirmungswirkung über einen Frequenzbereich von 100 bis 1800 MHz einer Dünnschicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die mit Hilfe einer Mischung ausgebildet wurde, die 1,09 Gewichtsprozent Silber-Nanodrähte und 3,69 Gewichtsprozent Eisenoxid-Partikel enthält und unterschiedliche Heizperioden lang erwärmt wurde. Die Probe 30 wird auf ein Zielobjekt aufgeschichtet und 5 Minuten lang auf 80°C erwärmt, um eine Dünnschicht mit einer Stärke von 30 Mikrometern auszubilden. Danach werden die Dünnschichten 1 Stunde lang auf unterschiedliche Temperaturen erwärmt. Als nächstes wird die Abschirmungswirkung der Dünnschichten gemessen und die Ergebnisse sind in der 24 dargestellt. Wie in der 24 gezeigt ist, kann die Abschirmungswirkung der Dünnschicht auf über 40 dB erhöht werden, wenn die Erwärmungstemperatur oberhalb von 80°C liegt.
  • Bezugnehmend erneut auf die 16 kann die elektromagnetische Abschirmungsstruktur 30 ein Zielobjekt 31, eine Dünnschicht 32 und eine Klebe- bzw. Haftschicht 33 umfassen, wobei die Dünnschicht 32 auf dem Zielobjekt 31 vorgesehen ist und die Klebe- bzw. Haftschicht 33 auf der Dünnschicht 32 vorgesehen ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Klebe- bzw. Haftschicht 33 ein druckempfindliches Klebe- bzw. Haftmittel. Außerdem kann gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel die elektromagnetische Abschirmungsstruktur 30 außerdem zumindest eine zweite Dünnschicht (nicht gezeigt) umfassen, wobei die Dünnschicht 32 und die zweite Dünnschicht übereinander gestapelt sind. Die zweite Dünnschicht kann zwischen der Klebe- bzw. Haftschicht 33 und der Dünnschicht 32 angeordnet sein. Die Dünnschicht 32 und die zweite Dünnschicht können unabhängig voneinander Nanopartikel und Metall-Nanodrähte enthalten.
  • Die 25 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Frequenz und der Stärke einer elektromagnetischen Strahlung zeigt, die für eine Festplatte mit einer elektromagnetischen Abschirmschicht gemessen wurde. Die 26 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Frequenz und der Stärke einer elektromagnetischen Strahlung zeigt, die für eine Festplatte gemessen wurde, die mit einer elektromagnetischen Abschirmungsschicht beschichtet war (Probe 31). Das Ergebnis der 25 stammt von einer Messung einer Festplatte gemäß der Richtlinie EU-EMC (2004/108/EC) EN 55022 Klasse B, wobei die elektromagnetischen Strahlungsemissionen bei Frequenzen von 377, 486 und 593 MHz (unabhängig voneinander durch die Bezugszeichen 4, 5 und 6 angedeutet) einen Standartwert überschritten. Die Probe 31 wurde auf eine Festplatte aufgeschichtet, um eine Dünnschicht mit einer Stärke von 50 Mikrometern auszubilden. Nachdem die Dünnschicht getrocknet war, wurde die Festplatte vermessen und sämtliche elektromagnetische Strahlungsemissionen erfüllten die Anforderungen gemäß der Richtline EU-EMC (2004/108/EC) EN 55022 Klasse B. Somit kann die unter Verwendung der Probe 31 ausgebildete Dünnschicht die elektromagnetische Strahlung verringern bzw. abzuschirmen. Die Proben 31 und 32 enthalten ein Polymer-Material, das eine Polyurethan-Lösung mit 45–55 Gewichtsprozent Polyurethan und 45–55 Gewichtsprozent Wasser enthält. Tabelle 9
    Probe 31 Probe 32
    Nanodrähte (mit Streckungsverhältnis von 150) 2,61 Gewichtsprozent 2,71 Gewichtsprozent
    Eisenoxid-Partikel (mit Partikelgröße 80 Nanometer) 0,81 Gewichtsprozent 0,81 Gewichtsprozent
    Polyurethan-Lösung (Gewichtsprozent) 5,07 5,71
    Oberflächenwiderstand (Ω/sqr) 7,28 4,36
    Viskosität (cps) 289,74 3765,83
    Erfüllen Messungen vor dem Beschichten die Richtline EU-EMC (2004/108/EC) EN 55022 Klasse B? Strahlung in der vertikalen Richtung überschreitet die Anforderungen bei 17 Frequenzen (FIG. 29). Strahlung überschreitet die Anforderungen bei 3 Frequenzen (FIG. 25) Strahlung in der horizontalen Richtung überschreitet die Anforderungen bei 15 Frequenzen (FIG. 27).
    Erfüllen die Messungen nach dem Beschichten die Richtlinie EU-EMC (2004/108/EC) EN 55022 Klasse B? Beschichtetes Produkt: Festplatte Beschichtetes Produkt: Video-Abspielgerät
    Stärke der Beschichtung: 50 Mikrometer Dicke der Beschichtung: 30 Mikrometer
    Strahlung liegt bei sämtlichen Frequenzen unterhalb den Anforderungen (FIG. 26) Strahlung liegt bei sämtlichen Frequenzen der horizontalen Richtung unterhalb den Anforderungen (FIG. 28)
    Strahlung liegt bei sämtlichen Frequenzen in der vertikalen Richtung unterhalb den Anforderungen (FIG. 30)
  • 27 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Frequenz und Stärke der elektromagnetischen Strahlung zeigt, die in der horizontalen Richtung für ein Video-Abspielgerät ohne eine elektromagnetische Abschirmungsschicht gemessen wurde. Die 29 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Frequenz und der Stärke einer elektromagnetischen Strahlung zeigt, die für ein Video-Abspielgerät ohne elektromagnetische Abschirmungsschicht in der vertikalen Richtung gemessen wurde. Die 28 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Frequenz und der Stärke einer elektromagnetischen Strahlung zeigt, die für ein Video-Abspielgerät mit einer elektromagnetischen Abschirmungsschicht (Probe 32) in der horizontalen Richtung gemessen wurde. Die 30 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Frequenz und der Stärke einer elektromagnetischen Strahlung zeigt, die für ein Video-Abspielgerät in der vertikalen Richtung gemessen wurde, das mit einer elektromagnetischen Abschirmungsschicht (Probe 32) beschichtet wurde. Nach der Richtlinie EU-EMC (2004/108/EC) EN 55022 Klasse B wurden die Messungen in der horizontalen und vertikalen Richtung an Video-Abspielgeräten ausgeführt, die mit einer elektromagnetischen Abschirmungsschicht beschichtet waren. Man kann herausfinden, dass die Strahlungswerte bei 15 und 17 Frequenzen die Anforderungen der Richtlinie überschreiten. Jedoch ist eine elektromagnetische Abschirmungsschicht mit einer Stärke von weniger als 50 Mikrometern auf dem Video-Abspielgerät mittels der Probe 32 ausgebildet. Die Dünnschicht wurde getrocknet und gemessen und man kann erkennen, dass das Video-Abspielgerät die Richtlinie EU-EMC (2004/108/EC) EN 55022 Klasse B erfüllt. Somit bietet die mit Hilfe der Probe 32 gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgebildete Dünnschicht eine elektromagnetische Abschirmung über einen breiten Frequenzbereich.
  • Herkömmlich sind die Abschirmungswirkung und die Leitfähigkeit positiv miteinander korreliert. Gemäß den experimentellen Ergebnissen für die Proben 31 und 32 kann man jedoch erkennen, dass, wenn elektrisch leitendes Material bis zu einem gewissen kritischen Wert hinzugefügt wird, die Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit begrenzt ist.
  • Die Proben 31 und 32 umfassen ein Polymer-Material, das Polyurethan und Wasser enthält, wobei, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymer-Materials, das mit 100 Prozent zugrunde gelegt wird, das Polyurethan 45 bis 55 Gewichtsprozent des Polymer-Materials umfasst und das Wasser 45 bis 55 Gewichtsprozent des Polymer-Materials.
  • Zusammenfassend stellt die Offenbarung ein Verfahren zur Wärmebehandlung einer elektromagnetischen Abschirmungsschicht bereit, die Nano-Material enthält, um die Abschirmungswirkung der Dünnschicht zu erhöhen. Deshalb kann die Dicke der Dünnschicht verringert werden, ohne dass dabei Abstriche bezüglich der Abschirmungswirkung gemacht werden müssen.
  • Die vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen sollen nur einer Erläuterung dienen. Der Fachmann auf diesem Gebiet kann zahlreiche alternative Ausführungsformen entwickeln, ohne von dem Schutzbereich der nachfolgenden Patentansprüche abzuweichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • ASTM D4935-99 [0072]
    • Richtlinie EU-EMC (2004/108/EC) EN 55022 Klasse B [0119]
    • Richtlinie EU-EMC (2004/108/EC) EN 55022 Klasse B [0120]

Claims (25)

  1. Zusammensetzung zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung umfassend: einen Träger; eine Mehrzahl Metall-Nanodrähte, die in dem Träger feinst verteilt sind, mit einem Anteil von 1 bis 95 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der elektromagnetischen Abschirmungs-Zusammensetzung, das mit 100 Prozent angenommen wird; und eine Mehrzahl Nanopartikel, die in dem Träger feinst verteilt sind, mit einem Anteil von 0,1 bis 60 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der elektromagnetischen Abschirmungs-Zusammensetzung, das mit 100 Prozent angenommen wird.
  2. Zusammensetzung zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung nach Anspruch 1, wobei die Nanopartikel Metall oder Metalloxid umfassen und der Anteil Nanopartikel 0,5 bis 20 Gewichtsprozent der elektromagnetischen Abschirmungs-Zusammensetzung beträgt.
  3. Zusammensetzung zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung nach Anspruch 1, wobei die Nanopartikel Gold, Silber, Kupfer, Indium, Palladium, Aluminium, Eisen, Kobalt, Nickel, Legierungen daraus, Oxide daraus oder Mischungen daraus umfassen.
  4. Zusammensetzung zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung nach Anspruch 2, wobei die Nanopartikel Nanopartikel aus Silber, Eisenoxid oder Mischungen daraus sind.
  5. Zusammensetzung zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anteil an Nanodrähten 1 bis 11 Gewichtsprozent der elektromagnetischen Abschirmungs-Zusammensetzung beträgt.
  6. Zusammensetzung zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Metall-Nanodrähte ein Streckungsverhältnis von größer als 10 haben.
  7. Zusammensetzung zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Größe der Nanopartikel kleiner als 1000 Nanometer ist.
  8. Zusammensetzung zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis der Metall-Nanodrähte zu den Nanopartikeln größer als 0,1 ist.
  9. Zusammensetzung zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Metall-Nanodrähte Gold, Silber, Kupfer, Indium, Palladium, Aluminium, Eisen, Kobalt, Nickel, Legierungen daraus, Oxide daraus oder Mischungen daraus umfassen.
  10. Zusammensetzung zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Material der Nanodrähte goldbeschichtetes Silber, silberbeschichtetes Gold, goldbeschichtetes Kupfer, kupferbeschichtetes Gold, silberbeschichtetes Kupfer, kupferbeschichtetes Silber oder Kombinationen daraus ist.
  11. Zusammensetzung zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Material der Nanopartikel goldbeschichtetes Silber, silberbeschichtetes Gold, goldbeschichtetes Kupfer, kupferbeschichtetes Gold, silberbeschichtetes Kupfer, kupferbeschichtetes Silber oder Kombinationen daraus ist.
  12. Zusammensetzung zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung, umfassend: einen Träger; eine Mehrzahl von Metall-Nanodrähten, die in dem Träger feinst verteilt sind und ein Streckungsverhältnis von größer als 10 aufweisen, wobei die Metall-Nanodrähte Gold, Silber, Kupfer, Indium, Palladium, Aluminium, Eisen, Kobalt, Nickel, Legierungen daraus, Oxide daraus oder Mischungen daraus umfassen, wobei der Anteil der Mehrzahl von Metall-Nanodrähten 1 bis 95 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der elektromagnetischen Abschirmungs-Zusammensetzung beträgt, das mit 100 Prozent angenommen wird; und eine Mehrzahl von Nanopartikeln, die in dem Träger feinst verteilt sind, wobei die Nanopartikel eine Größe von kleiner als 1000 Nanometer haben und Gold, Silber, Kupfer, Indium, Palladium, Aluminium, Eisen, Kobalt, Nickel, Legierungen daraus, Oxide daraus oder Mischungen daraus umfassen, wobei der Anteil der Mehrzahl von Nanopartikeln 0,1 bis 60 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der elektromagnetischen Abschirmungs-Zusammensetzung beträgt, das mit 100 Prozent angenommen wird.
  13. Zusammensetzung zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung nach Anspruch 12, wobei der Anteil der Metall-Nanodrähte 1 bis 11 Gewichtsprozent der elektromagnetischen Abschirmungs-Zusammensetzung beträgt und der Anteil der Nanopartikel 0,5 bis 10 Gewichtsprozent der elektromagnetischen Abschirmungs-Zusammensetzung beträgt, so dass die Abschirmungswirkung der Zusammensetzung größer als 10 dB ist.
  14. Zusammensetzung zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Metall-Nanodrähte ein Streckungsverhältnis von 20 bis 500 haben, die Nanopartikel eine Größe von 10 bis 1000 Nanometer haben und der Anteil der Metall-Nanodrähte 1 bis 3 Gewichtsprozent der elektromagnetischen Abschirmungs-Zusammensetzung beträgt und der Anteil der Metall-Nanodrähte 0,5 bis 2 Gewichtsprozent beträgt, so dass die Abschirmungswirkung der Zusammensetzung größer als 10 dB ist.
  15. Elektromagnetische Abschirmungs-Einrichtung umfassend: ein Trägerelement mit einer Oberfläche; und eine Dünnschicht, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14, die auf der Oberfläche des Trägerelements zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung ausgebildet ist, welche Dünnschicht umfasst: eine Mehrzahl von Metall-Nanodrähten, die in dem Träger feinst verteilt sind, mit einem Anteil von 1 bis 95 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der elektromagnetischen Abschirmungs-Zusammensetzung, das mit 100 Prozent angenommen wird; und eine Mehrzahl Nanopartikel, die in dem Träger feinstverteilt sind, mit einem Anteil von 0,1 bis 60 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der elektromagnetischen Abschirmungs-Zusammensetzung, das mit 100 Prozent angenommen wird.
  16. Elektromagnetische Abschirmungs-Einrichtung nach Anspruch 15, wobei die Nanopartikel elektrisch leitende Partikel, magnetische Partikel, isolierende magnetische Partikel oder Mischungen daraus sind, mit einem Anteil von 0,5 bis 2 Gewichtsprozent der Dünnschicht.
  17. Anti-elektrostatische Einrichtung, umfassend: ein Substrat; und eine Dünnschicht, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14, die auf dem Substrat ausgebildet sind und umfasst: eine Mehrzahl von Metall-Nanodrähten, die in dem Träger feinst verteilt sind, mit einem Anteil von 1 bis 95 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der elektromagnetischen Abschirmungs-Zusammensetzung, das mit 100 Prozent angenommen wird; und eine Mehrzahl Nanopartikel, die in dem Träger feinstverteilt sind, mit einem Anteil von 0,1 bis 60 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der elektromagnetischen Abschirmungs-Zusammensetzung, das mit 100 Prozent angenommen wird.
  18. Anti-elektrostatische Einrichtung nach Anspruch 17, wobei die Nanopartikel elektrisch leitende Partikel, magnetische Partikel, isolierende magnetische Partikel oder Mischungen daraus sind, mit einem Anteil von 0,5 bis 2 Gewichtsprozent der Dünnschicht.
  19. Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetischen Abschirmungsstruktur, mit den Schritten: Bereitstellen eines Zielobjekts; Bereitstellen einer Mischung bzw. Zusammensetzung, die eine Mehrzahl von Metall-Nanodrähten mit einem Streckungsverhältnis von größer als 50; Ausbilden einer ersten Dünnschicht auf einer Oberfläche des Zielobjekts unter Verwendung der Mischung bzw. Zusammensetzung; und Erwärmen der ersten Dünnschicht auf eine Temperatur in einem Bereich von 50 bis 250°C.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Metall-Nanodrähte Gold, Silber, Kupfer, Indium, Palladium, Aluminium, Eisen, Kobalt, Nickel, Legierungen daraus, Oxide daraus oder Mischungen daraus umfassen.
  21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20 wobei die Mischung bzw. Zusammensetzung eine Mehrzahl von Nanopartikeln umfasst, wobei die Partikel Silber, Eisenoxid oder Mischungen daraus sind.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Anteil der Nanopartikel 0,1 bis 5 Gewichtsprozent der ersten Dünnschicht beträgt.
  23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, wobei die Nanopartikel kleiner als 1000 Nanometer sind.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, weiterhin umfassend eine zweite Dünnschicht, die eine Mehrzahl von Nanopartikeln umfasst, wobei die erste und zweite Dünnschicht übereinander gestapelt angeordnet sind.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, wobei das Erwärmen der ersten Dünnschicht bewirkt, dass die Dünnschicht bei Frequenzen von 4 GHz und 16 GHz eine verbesserte Abschirmungswirkung hat.
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