Frequenzselektiv schirmende Nanofolie zum kombinierten Schutz vor elektromagnetischen Störungen und elektrostatischen Entladungen (NanoComb-EMI-ESD, FKZ 50RP1905)

Hochflexibler Schutz vor elektromagnetischer Strahlung: Frequenzselektiv und mit zusätzlichen Schutz vor elektrostatischen Aufladungen

Laufzeit des Vorhabens: 01.7.2019 – 31.01.2022

Im Rahmen des Vorhabens NanoComb (FKZ 50RP1905) werden flexible, frequenzselektive Folien zum Schutz vor elektromagnetischen Interferenzen entwickelt, welche einen zusätzlichen Schutz vor elektrostatischen Entladungen (ESD) aufweisen.

Quellen elektromagnetischer Strahlung sind neben leistungsstarken Sendern (TV, Radiofunk, Mobilfunk, W-Lan und Bluetooth) auch Mobiltelefone oder kleinste elektrische Schaltkreise. Durch die fortschreitende technologische Entwicklung von immer kleineren, leistungsstärkeren und drahtlos kommunizierenden Elektroniksystemen, steigen die Emissionen und auch die Störempfindlichkeit von Bauteilen. Dies betrifft neben der Raumfahrt auch andere Bereiche, wie beispielsweise die Elektromobilität, das autonome Fahren, die Elektronik im Bereich der KI oder die allgemeine Vernetzung (Fabrik 4.0). Daher werden hohe Anforderungen an die Störfestigkeit auch von kleinen Bauteilen gestellt, um Störungen durch elektromagnetische Interferenzen (EMI) zu minimieren.
Auch elektrostatische Entladungen (ESD) treten auf. Sie bezeichnen Spannungsdurchschläge, die aufgrund von Potenzialdifferenzen auftreten und zu einem Versagen elektronischer Komponenten führen.

Das wesentliche Material dieser Folien sind Kohlenstoffnanoröhren. Diese sind verpresst und werden mittels eines patentierten Verfahrens so modifiziert, dass sie frequenzselektive Bandpässe aufweisen. Das heißt, dass die Folie weiterhin für bestimmte vorher festgelegte Frequenzen durchlässig ist. Dadurch können die Elektroniksysteme bei gleichzeitig bestehendem EMI Schutz auf diesen Frequenzen Daten senden und empfangen.
Im Komposit mit weiteren Materialien leistest die Folie zudem Schutz vor elektrostatischer Entladung. Damit die Folien auf die Anwendung zugeschnittene Ableitungseigenschaften aufweisen, werden die Kohlenstoffnanoröhren im hochfrequenten Wechselfeld ausgerichtet. Der ESD Schutz wird je nach Anwendung ein- oder beidseitig aufgebracht.

Abbildung 1: Schematische Darstellung der kombinierten EMI-ESD Schutzfolie (TU Dresden).

Institutionen/ Ansprechpartner

TU Dresden
Institut für Luft- und Raumfahrttechnik, Forschungsfeld Satellitensysteme und Weltraumwissenschaften

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Tino Schmiel
tino.schmiel@tu-dresden.de
Telefon 0351 463 38287