Forscher erreichen 99,97 % Funkabschirmung mit einer Folie

Forscher haben es geschafft, ein Material zu entwickeln, das ohne dicke Abschottungen nahezu alle elektromagnetischen Wellen blockiert. Damit soll sich alles, was empfindlich auf den Einfluss von Funk- oder anderen Wellen reagiert, einfach abschirmen lassen.

Schutz empfindlicher Elektronik

Smartphones, WLAN-Router, 5G-Antennen oder medizinische Sensoren und vieles mehr senden und empfangen permanent elektromagnetische Signale. Was den Alltag erleichtert, kann für einige moderne Geräte jedoch zum Problem werden: Elektromagnetische Störungen (EMI) können sensible Schaltungen verwirren oder sogar lahmlegen. Das stellt vor allem für medizinische Sensoren oder Implantate ein Risiko dar.

Bisher ließ sich das Problem der Abschirmung meist nur mit relativ dicken Metallschichten lösen. Diese sind zwar wirksam, aber schwer, starr und lichtundurchlässig und damit ungeeignet für transparente oder biegsame Elektronik. Ein Forschungsteam der Universität Glasgow hat nun eine Alternative vorgestellt: eine ultradünne, flexible und durchsichtige Folie, die fast alle störenden Strahlen abschirmt und dennoch leicht und anpassungsfähig bleibt. Das geht aus einem in ACS Nano publizierten Paper hervor.


Kern der Entwicklung sind winzige Silber-Nanodrähte, die tausendfach dünner sind als ein menschliches Haar. Statt sie zufällig auf einer Oberfläche zu verteilen, ordneten die Forschenden sie mithilfe gezielter elektrischer Felder präzise auf einer transparenten Kunststofffolie an. So entstanden geordnete Muster, die sich sogar zu lesbaren Buchstaben formen ließen.

Zwischen den Drähten blieben mikroskopisch kleine Zwischenräume, die eine entscheidende Rolle spielen: Sie wirken wie winzige Energiespeicher und schwächen eintreffende elektromagnetische Wellen, bevor diese die geschützte Elektronik erreichen. In einem zweiten Schritt wurde das Netzwerk mit extrem kurzen Laserpulsen behandelt. Diese verschweißten die Kontaktstellen der Drähte und entfernten gleichzeitig isolierende Rückstände aus der Herstellung.

Licht kommt durch

Im Ergebnis kann die Folie nun die störenden Wellenlängen fast komplett ausfiltern, während insbesondere das Licht weiterhin passieren kann. Tests zeigten, dass die Folie mehr als 99,97 Prozent der Strahlung im Bereich gängiger WLAN- und 5G-Frequenzen blockiert. Trotz dieser Schutzwirkung bleibt sie rund 83 Prozent transparent und ist mit gut fünf Mikrometern dünner als ein Haar.

Die Bedeutung für die Zukunft ist groß: Flexible Displays, Wearables oder implantierbare Medizintechnik könnten so zuverlässig vor Störungen geschützt werden, ohne an Leichtigkeit oder Durchsichtigkeit einzubüßen. Zudem lässt sich das Verfahren auf große Flächen skalieren: die Forschenden fertigten bereits Folien von 40 mal 80 Zentimetern. Wie langlebig das Material ist und wie es sich im Körper verhält, muss allerdings noch untersucht werden.


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