Российские ученые создали "умное" 2D-покрытие для защиты электроники 6G

Максены открывают новые горизонты в управлении электромагнитным спектром

Международная команда ученых, в состав которой вошли специалисты из России, Китая и Объединенных Арабских Эмиратов, разработала новое экранирующее покрытие. В основе этого материала лежат максены - перспективные двумерные соединения. Отличительная черта разработанного покрытия заключается в возможности гибко настраивать его характеристики, что критически важно для надежной работы будущих систем связи стандарта 6G и современной электроники. Эти данные распространил Центр научной коммуникации Московского физико-технического института.

Мы показали, что максены - не просто материал для экранирования, а многофункциональная платформа для управления электромагнитным спектром терагерцового диапазона частот. Это важный шаг к созданию адаптивных терагерцовых устройств будущего, - пояснила Мария Бурданова, старший научный сотрудник Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ и ИОФ РАН.

Как объясняют Мария Бурданова и ее коллеги, максены представляют собой двумерные материалы, образованные атомами переходных металлов и углерода, иногда с добавлением азота, фтора или кислорода. Пленки, изготовленные из максенов, обладают уникальными оптическими и электронными свойствами, которые придают им сходство с металлами. В частности, максены, созданные на основе карбида титана, способны поглощать электромагнитные волны с такой же эффективностью, как и традиционные металлы. Благодаря этим качествам, данный двумерный материал уже используется для производства экранирующих покрытий, защищающих электронику и системы связи нового поколения от нежелательных помех.

Российские и зарубежные исследователи выяснили, что оптические параметры этих покрытий можно точно регулировать различными способами. Один из подходов заключается в их интеграции с прозрачными ячейками, содержащими ионную жидкость. Изменяя расположение ионов в такой жидкости с помощью электрического напряжения, можно плавно регулировать уровень поглощения материала. Этот процесс напоминает затемнение в современных электрохромных окнах. Такой метод позволяет достичь очень высокой эффективности экранирования, которая значительно превосходит показатели аналогичных двумерных покрытий на основе графена.

Помимо этого, ученые установили, что пленки из максенов способны временно становиться прозрачными для терагерцовых волн, если их облучить сверхкороткими импульсами лазерного излучения. Физики экспериментально доказали, что сочетание двух этих стратегий - применения ионных жидкостей и лазерного воздействия - делает пленки из максенов на основе карбида титана оптимальной основой для разработки следующего поколения систем связи и других устройств, функционирующих в терагерцовом диапазоне спектра.

Все началось с того, что в 1980-х годах нобелевский лауреат Алексей Екимов и другие советские физики впервые обнаружили и изучили квантовые точки. Параллельно этому направлению, ученые из Новосибирска, в частности специалисты Института ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН и Института физики полупроводников СО РАН, добились значимых результатов в создании систем связи нового поколения 6G, разработав технологию производства ультратонких пленок из графеновых наночастиц. Эти материалы впервые в России показали электропроводность, сопоставимую с металлами, открывая перспективы для применения в терагерцевой плазмонике и разработке биологических датчиков. Позднее, 21 августа 2025 года, Центр научной коммуникации МФТИ сообщил о разработке российскими химиками нового метода создания экологичных коллоидных квантовых точек из меди, индия и серы. Похожее событие произошло, когда специалисты Казанского федерального университета представили инновационный подход к созданию масштабируемых квантовых устройств с использованием карбида кремния. Все эти достижения подчеркивают активное развитие отечественных нанотехнологий и квантовых материалов для будущих систем связи и сенсорики.