用以提供電磁屏蔽的複合物

专利摘要:
一種用於提供電磁屏蔽的複合物，其包含：多個細長奈米構造；以及多個細長導電元件。
公开号:TW201315370A
申请号:TW101128019
申请日:2012-08-03
公开日:2013-04-01
发明作者:Vladimir Alexsandrovich Ermolov；Markku Anttoni Oksanen；Khattiya Chalapat；Gheorghe Sorin Paraoanu
申请人:Nokia Corp；
IPC主号:H01B1-00

专利说明:
用以提供電磁屏蔽的複合物 發明領域
本發明之實施例係有關用於提供電磁屏蔽的複合物。 發明背景
電磁屏蔽有許多應用。其可，例如，用來將電子部件屏蔽在射頻(radio frequency,RF)電磁輻射之外，或是避免RF電磁輻射從部件輻射出去。當有射頻發射器(像是，例如，行動蜂巢式電話收發器)與其他電子部件非常鄰近時，這可能會特別重要。 發明概要
依據本發明之多種但並不必然是所有的實施例，係提供一種用於提供電磁屏蔽的複合物，其包含：多個細長奈米構造；以及多個細長導電元件。
此複合物材料可被，例如，薄殼模鑄成不同形狀。其因而可提供有效電磁屏蔽而不佔用寶貴的空間，這在手攜式電子設備中是一種福利。 圖式簡單說明
為求對本發明之實施例的各種範例的較佳瞭解，現在將僅以範例方式參考隨附圖式，在這些圖示中：圖1概略例示出一種用於提供電磁屏蔽的複合物；圖2概略展示此複合物的一種電磁屏蔽效果；並且圖3概略例示出一種設備，其使用此複合物材料來作電磁屏蔽。 較佳實施例之詳細說明
圖1概略例示出一種用於提供電磁屏蔽12的複合物10。
複合物10包含多個奈米構造2和多個導電元件4。
在這個範例中，此等多個奈米構造是細長奈米構造2，並且此等多個導電元件是細長導電元件。這邊的細長是指長度大於寬度。對於這些細長奈米構造和/或細長導電元件來說，由長度對上寬度之比率所定義的長寬比可為，例如，在一些實施例中是大於100或甚至1000。
在這個範例中，此等多個細長奈米構造2和此等多個細長導電元件4形成一個非均向混和物16。也就是說，一般而言，此等多個細長奈米構造2和此等多個細長導電元件4都不是沿著一個特定的向量對齊。然而，係可有可能意欲如此的應用。例如，若一個射頻電磁場的極化已知，則相關於此極化的對齊可能會是合意的。對齊可能是，例如，在製造期間藉由拉力和/或電場來完成。
在所例示的範例中，此等多個細長奈米構造2中之至少若干和此等多個細長導電元件4之至少若干接觸8，以形成一個連接網路14。
此連接網路14係由黏結劑維持，其填充在此等多個細長奈米構造2和此等多個細長導電元件4之間的至少一些空隙。此黏結劑可例如為聚合物。
細長奈米構造2的密度和細長導電元件4的密度係經過挑選，以控制連接網路14的連接性。藉由增加細長奈米構造2的密度和細長導電元件4的密度，係可能增加在細長奈米構造2和細長導電元件4之間的接觸8之數目。若係將此網路之連接性定義為網路節點(接觸8)之數目，則當接觸8之數目增加時，此網路之連接性也會增加。
可能會想要控制『電氣連接性』。若係將網路之連接性定義為網路節點(接觸8)之數目，那麼此網路之『電氣連接性』便係定義為具有較低電氣阻抗的網路節點(較低阻抗接觸8)之數目。例如，在細長奈米構造2和細長導電元件4之間的一個接觸8可形成一個較低電氣阻抗節點(此處之接觸電氣阻抗係低於一個特定值)，或者是，其可形成一個較高電氣阻抗節點(此處之接觸電氣阻抗係高於一個特定值)。接觸電氣阻抗可包含電氣抵抗部件R和/或電氣反應部件jX此反應部件可包括電容部件和/或電感部件。細長奈米構造2之密度和特性以及細長導電元件4之密度和特性係經過挑選，以控制連接網路14之連接性及當其接觸時的接觸電氣阻抗。
此等多個細長奈米構造2可係由單一族類(類別)的奈米構造組成。
或者是，此等多個細長奈米構造2可係由複數不同族類(類別)的奈米構造組成。
係可以多種方式來定義一個族類(類別)。
舉例來說，係可將『族類』作結構性定義。在這個範例中，相同族類的奈米構造係具有相同或類似的結構。例如，其可全為奈米管(單層壁或多層壁奈米管)、奈米纖維、奈米導線或奈米管紗其中一種。
舉另一個例子，係可將『族類』作成份性定義。在這個範例中，相同族類的奈米構造係具有相同或類似的成份。例如，其可全係由碳、氮化硼、碳化矽、金屬或例如能夠形成奈米管的其他材料其中一種所形成的。
舉另一個例子，係可將『族類』作幾何性定義。在這個範例中，相同族類的奈米構造可為具有相同掌性向量的奈米管。
舉另一個例子，係可將『族類』作功能性定義。在這個範例中，相同族類的奈米構造係具有相同的功能特徵，像，例如，導電性。其可，例如，全為半傳導性的或窄帶隙半傳導性的或是金屬傳導性的。
亦應可識出，係可利用一些其他的共同特性來定義『族類』，像是，例如，長度
此外，亦可係利用特性之任何組合或次組合來定義『族類』。例如，係可對一個族類(類別)在結構性和/或成份性和/或幾何性和/或功能性上和/或利用長度等等來作定義。
細長導電元件4具有金屬傳導性。其可為金屬性的，例如，其可為金屬導線。其亦可為奈米構造(本文件中的奈米構造係指具有小於1μm之最小維度的構造)。
由複合物10所提供的電磁屏蔽12係例示在圖2中。此圖例示出一個共振腔針對數個不同樣本的反射頻譜。
蹤跡20例示出當共振腔清空時的一個強烈共振。
蹤跡22例示出當共振腔包含僅含有細長導電元件4的樣本(所具有之寬為90且長為2 cm的Cu導線)時的一個強烈共振。
蹤跡24例示出當共振腔包含僅含有多層碳奈米管(multi-walled carbon nanotube,MCNT)紗的樣本時的一個強烈共振，此MCNT紗所具有之寬為200 nm且長為5 mm。
蹤跡22例示出當共振腔包含複合物10的樣本時的一個非常虛弱的共振，此複合物10包含作為一個非均向混和物的多個細長奈米構造2和多個細長導電元件4。
這些細長奈米構造包含單一個族類，多層碳奈米管(MCNT)紗，其所具有之寬為200 nm且長為5 mm。這些細長導電元件4為所具有之寬為90且長為2 cm的Cu導線。
因而，在實驗上建立出，由多個細長奈米構造2和多個細長導電元件4混合可給予比只有多個細長奈米構造2或多個細長導電元件4更優良許多的屏蔽效果。可觀察到，相較於只含有多個細長奈米構造2的樣本(蹤跡24)或只含有多個細長導電元件4的樣本(蹤跡22)，在多個細長奈米構造2與多個細長導電元件4的異質組合之共振中係有驚人的減少(蹤跡26)。
據信，在至少一些此等多個細長奈米構造2與至少一些此等多個細長導電元件4之間所形成的異質接觸提供了這樣的驚人減少。
對於高長寬比填料/聚合物複合物，已發展出一些技術來更佳地分散填料，包括原位聚合、溶解處理、旋紡鑄造(spin casting)以及融紡。此外，亦已有利用一些處理輔助工具來增進分散，例如超音波處理、磁場、界面活性劑以及功能化(functionalization)。
係可使用各式各樣的聚合樹脂，天然的或合成的，來作為複合物材料10中的填料。適合的合成樹脂包括但不受限於聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、不飽和聚酯等等。
這些聚合材料可含有在聚合物之領域中所習知的其他組成份和添加物，以提供各種所欲性質。
基於聚合物的數量，在此複合物中之細長奈米構造2和細長導電元件4的數量可係在0.001至15重量分比的範圍內，例如0.01至5重量百分比。
細長奈米構造2和細長導電元件4典型上係基本上均質地分散在整塊聚合材料內，但也可係以梯度方式出現，在量上(例如濃度)從外表面朝向材料中間或是從一個表面到另一個表面等等地增加或減少。
細長奈米構造2的數量會被選擇成對於所欲電磁屏蔽來說具有效用者。
電磁屏蔽有許多應用。圖3概略例示出一個設備30，當中，係使用複合物材料10來提供對電磁輻射之來源32與電子部件34的電磁屏蔽。在這個範例中，此來源是在設備30內部，在未例示出的其他數個範例中，來源32可係在設備30之外。
電磁輻射可例如為射頻(RF)電磁輻射。例如，來源32可為一個射頻發射器，像是，例如，與其他電子部件34非常鄰近的一個行動蜂巢式電話收發器。
此複合物材料可被，例如，薄殼模鑄成不同形狀。其因而可提供有效電磁屏蔽而不佔用寶貴的空間，這在手攜式電子設備中是一種福利。
雖然已在前面的段落中參考許多範例而描述本發明的數個實施例，應識出，係可在不悖離如所請求之本發明的範疇之情況下對所給的這些範例作出修改。
除了已明白描述的組合以外，在前面的說明中所描述的特徵亦可作其他組合使用。
有些功能雖然係關聯於某些特徵而被描述，但這些功能亦可係藉由其他特徵來進行，無論是否已有描述。
有些特徵雖然係關聯於某些實施例而被描述，但那些特徵亦可存在於其他實施例中，無論是否已有描述。
雖然在前面的說明書中係致力於將注意力集中在本發明之被認為是具有特別重要性的那些特徵，應瞭解，申請人係針對在前文中所指涉和/或於圖式中所示出的任何可專利性特徵或特徵組合請求保護，無論是否有對其作出特別的強調。
2‧‧‧奈米構造
4‧‧‧導電元件
8‧‧‧接觸
10‧‧‧複合物/複合物材料
12‧‧‧電磁屏蔽
14‧‧‧連接網路
16‧‧‧非均向混和物
20、22、24、26‧‧‧蹤跡
30‧‧‧設備
32‧‧‧來源
34‧‧‧電子部件
圖1概略例示出一種用於提供電磁屏蔽的複合物；圖2概略展示此複合物的一種電磁屏蔽效應；圖3概略例示出一種設備，其使用此複合物材料來作電磁屏蔽。
2‧‧‧奈米構造
4‧‧‧導電元件
8‧‧‧接觸
10‧‧‧複合物/複合物材料
14‧‧‧連接網路
16‧‧‧非均向混和物

权利要求:
Claims (20)
[1] 一種用於提供電磁屏蔽的複合物，其包含：多個細長奈米構造；以及多個細長導電元件。
[2] 如申請專利範圍第1項之複合物，其中，至少一些該等多個細長奈米構造與至少一些該等多個細長導電元件有所接觸，以形成一個連接網路。
[3] 如申請專利範圍第1或2項之複合物，其中，細長奈米構造之密度與細長導電元件之密度受挑選以控制該連接網路的連接性。
[4] 如申請專利範圍第1項之複合物，其中，至少一些該等多個細長奈米構造與至少一些該等多個細長導電元件有所接觸，以形成一個電氣連接網路。
[5] 如申請專利範圍第1、2、3或4項之複合物，其中，該等細長奈米構造在平均上具有大於100的長寬比。
[6] 如申請專利範圍第1、2、3、4或5項之複合物，其中，該等細長奈米構造係由單一個族類的奈米構造組成。
[7] 如申請專利範圍第1、2、3、4或5項之複合物，其中，該等細長奈米構造係由複數不同族類的奈米構造組成。
[8] 如申請專利範圍第6或7項之複合物，其中奈米構造之該等族類或一個族類係選自包含有下列項目的群組：奈米管、多層壁奈米管、奈米纖維、奈米導線、以及碳奈米管紗。
[9] 如申請專利範圍第6、7或8項之複合物，其中，奈米構造之該等族類或一個族類係選自包含有下列項目的群組；碳、氮化硼、碳化矽、金屬、以及能夠形成奈米管的其他材料。
[10] 如申請專利範圍第6、7、8或9項之複合物，其中，一個族類的奈米構造具有相同的掌性向量，並且不同族類的奈米構造具有不同的掌性向量。
[11] 如申請專利範圍第6、7、8、9或10項之複合物，其中，一個族類的奈米構造具有相同的長度，並且不同族類的奈米構造具有不同的長度。
[12] 如申請專利範圍第6、7、8、9、10或11項之複合物，其中，一個族類的奈米構造具有相同的傳導性，並且不同族類的奈米構造具有不同的傳導性。
[13] 如申請專利範圍第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12項之複合物，其中，該等細長導電元件具有金屬導電性。
[14] 如申請專利範圍第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12或13項之複合物，其中，該等細長導電元件為金屬性的。
[15] 如申請專利範圍第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14項之複合物，其中，該等細長導電元件為奈米構造。
[16] 如申請專利範圍第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15項之複合物，其中，該等細長導電元件為金屬導線。
[17] 如申請專利範圍第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15或16項之複合物，其進一步包含一種黏結劑。
[18] 如申請專利範圍第17項之複合物，其中，該黏結劑為一種聚合物。
[19] 一種方法，其包含下列步驟：將多個細長奈米構造和多個細長導電元件與至少一種其他材料混合，以形成用於提供電磁屏蔽的一種複合物。
[20] 如申請專利範圍第19項之方法，其中，細長奈米構造與細長導電元件的量在質量上係介於該至少一種其他材料的百分之0.001至15之間。

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US13/198,249||2011-08-04||

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