99% 吸收 5G/6G 電磁波：超薄複合吸波膜，為下一代通訊先鋪路

金台資訊｜發佈時間：2024-10-31 08:48｜北京

// 引言：當 5G、6G、WiFi、車載雷達「吵在一起」，靠什麼維持穩定？

隨著 5G、6G、WiFi、自動駕駛車載雷達 等無線技術全面鋪開， 空間裡充滿了各種不同頻段、不同功率的電磁波。 若缺乏良好的電磁管理，電子元件彼此干擾、通訊品質下降，幾乎是難以避免的結果。

針對這個問題，韓國材料科學研究所最新研製出一款 超薄複合材料吸波膜， 能在多個關鍵頻帶吸收 超過 99% 的電磁波， 反射率低於 1%，厚度卻還不到 0.5 mm。 最新成果已發表於《Advanced Functional Materials（先進功能材料）》期刊， 被視為未來高可靠無線通訊與可撓性裝置的重要關鍵材料之一。

// 一、傳統電磁遮罩：90% 反射，只吸收 10%

電子元件在工作時會向外輻射電磁波， 這些輻射若處理不當，就會讓附近設備性能下降，甚至失效。 因此，電磁遮罩材料（EMI Shielding） 應運而生。

不過，多數傳統遮罩材料的做法，是 把電磁波反射回去，而不是吸收掉：

• 典型金屬遮罩可反射 90% 以上 的入射電磁波
• 真正被材料吸收、轉為熱能的部分，通常僅約 10%
• 反射波可能在系統內部多次反彈，帶來新的干擾源

而那些擁有較高吸收能力的吸波材料，又往往只能針對 單一頻帶 優化，難以同時涵蓋 5G、6G、WiFi、車載雷達等多種頻段。 在多制式共存的今天，顯然已經不敷使用。

// 二、三個頻帶都能 99% 吸收：厚度不到 0.5 mm 的多頻超薄膜

為打破「高反射、窄頻帶」的限制， 韓國團隊開發出一款 複合材料超薄吸波膜， 在 三個不同頻帶 內同時達成：

• 反射率 < 1%（幾乎不把電磁波彈回去）
• 吸光度 > 99%（盡可能把能量「吃掉」）
• 材料總厚度 < 0.5 mm（不到半毫米）

更重要的是，這種超薄膜還具有優異的 柔韌性與耐用性： 即使經過數千次折疊與展開，仍能維持結構與性能穩定， 對於 可摺疊手機、可撓式顯示器、穿戴式裝置 等新型產品， 都具有極高應用潛力。

// 三、技術核心：改變鐵氧體晶體結構，再用導電圖案「調頻」

這項材料之所以能在多個頻帶維持高吸收表現，關鍵在於 磁性材料與結構設計的雙重優化：

1. 改變鐵氧體的晶體結構 → 做出「選頻」磁性材料
研究團隊透過調控鐵氧體（ferrite）的晶體結構， 合成出具備 選擇性吸收特定頻率電磁波 的磁性材料， 為超薄膜奠定了多頻吸收的基礎。

2. 超薄聚合物複合膜背面加上導電圖案 → 控制電磁波路徑
在這層磁性複合膜的背面，研究者設計並印刷了 特定形狀的導電圖案， 藉此精準控制電磁波在膜內的反射、干涉與損耗路徑。 透過調整圖案的幾何形狀與尺寸，就能「微調」在 不同頻率下的反射與吸收行為，讓材料在多個頻帶都呈現 極低反射、極高吸收 的特性。

3. 背面疊加碳納米管膜 → 再拉高遮罩效能
除了導電圖案，本次研究還在超薄膜背面引入 高遮罩性能的碳納米管（CNT）膜， 進一步增強材料的電磁屏蔽能力。 CNT 膜兼具高導電、高比表面積等特點， 能在不大幅增加厚度的情況下，顯著提升整體遮罩效果。

// 四、應用前景：從基地台到穿戴裝置，都需要這類「多頻吸波」方案

隨著 5G 逐漸成熟、6G 正在規劃，加上 WiFi 進入高頻寬世代， 同一空間會同時存在更多不同波長與調變方式的電磁波。 尤其在：

• 高頻通訊模組（5G/6G 前端模組、毫米波雷達）
• 自動駕駛車載雷達與車聯網裝置
• 可摺疊手機、柔性平板、穿戴式裝置

對於 「多頻、薄型、可撓、低反射、高吸收」 的電磁吸收材料需求， 只會越來越高。 這款由韓國團隊提出的超薄複合吸波膜，正是朝這個方向邁出的關鍵一步： 它不只是替代傳統金屬遮罩，而是將「反射為主」的思維， 轉向真正把電磁能量吸收掉、消散掉， 為未來高密度、高可靠的無線通訊系統打下更穩固的基礎。

來源： https://baijiahao.baidu.com/s?id=1814390938082968725&wfr=spider&for=pc