Mar 06, 2025
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Aug 25, 2022
- 松下机电株式会社株式会社
- 名古屋大学、东海国立高等教育研究系统、国立大学法人
- 山形大学国立大学法人
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公司/新闻稿
被选为 JAXA 太空探索创新枢纽中心的解决方案创造研究项目
松下携手JAXA就超轻电磁兼容屏蔽材料开发事宜展开联合研究
超轻重量，体积密度为铝的 1/270 *1
减轻航天器、eVTOL [1]车辆和 5G/6G 基站等应用的重量
日本大阪—松下机电株式会社株式会社（以下简称松下机电株式会社）今天宣布，已与日本宇宙航空研究开发机构（以下简称“JAXA”）启动超轻型 EMC 屏蔽材料技术联合研究项目。该项目被指定为 JAXA 的太空探索解决方案创建研究项目之一，由名古屋大学、国立大学法人东海国立高等教育与研究系统（以下简称“名古屋大学”）、国立大学法人山形大学（以下简称“山形大学”）和国立大学法人秋田大学（以下简称“秋田大学”）联合开展，松下机电株式会社为代表机构。
目前正在进行研究，目标是通过飞行中无线通信和电源来减轻用于太空探索的卫星的重量，这些通常占卫星质量的很大一部分。为了实现这一目标，需要先进的电磁屏蔽技术来确保电磁兼容性（EMC）。[2]对环境影响较小的电动飞机，例如在地面附近飞行的无人机和 eVTOL 车辆，也需要减轻重量和防止电磁干扰。此外，随着 5G 和 6G 等无线通信变得更快并使用更高的频率，对重量轻且适用于毫米波至太赫兹波段的电磁屏蔽材料的需求预计会增加。
这 4 家机构于 2020 年通过 JAXA 宇宙探索创新枢纽中心开始将碳纳米管研究作为创意孵化研究*2项目进行细化。 2021年JAXA进行升阶，2022年6月开始联合研究超轻电磁屏蔽材料技术。
这项新型超轻电磁屏蔽材料技术有望在未来广泛应用于航空航天和下一代高速通信等领域。松下机电株式会社将多年磨练的独特树脂配方技术与环境测试能力和预见各种实际用例的专业知识相结合，旨在于 2024 年实现超轻 EMC 屏蔽材料技术的商业化。
*1 超轻 EMC 屏蔽材料的体积密度约为 0.01 g/cm 3，而铝的体积密度为 2.7 g/cm 3。
*2 从 2020 年 1 月到 2021 年 3 月，JAXA、名古屋大学、山形大学、吉翁公司和松下电器通过 JAXA 太空探索创新中心对一个创意孵化研究项目进行了联合研究。由于实现了该研究的目标，这项新的联合研究已于 2022 年 6 月启动，以将其作为解决方案创建研究项目推进到下一步。
超轻型EMC屏蔽材料的特点：
1. 结合重量轻（0.01 g/cm 3级堆积密度）和与铝相当的电磁屏蔽性能，有助于减轻重量和延长飞行距离，如卫星和探测器等航天器，以及无人机和eVTOL车辆等电动飞机
表 1：铝与新材料的体积密度比较
这些新型电磁屏蔽材料是将名古屋大学开发的碳纳米管技术与松下机电株式会社拥有的热固性聚合物配方相结合而开发的。这些新材料的电磁屏蔽性能相当于铝，重量只有铝的 1/270（体积密度[3]约为 0.01 g/cm 3水平），与市售的电磁屏蔽材料相比，重量极轻。这些特性可减轻航天器和电动飞机的重量，从而提高能源效率并有助于延长飞行距离。
图一：新材料的电磁屏蔽性能
新材料在 5 至 110 GHz 的宽频带内具有超过 30 dB* 的高电磁屏蔽性能。此外，它们在更高频段表现出更高的电磁屏蔽性能。
* 30 dB = 入射电磁波在功率比方面被屏蔽至 1/1,000 的水平（10 x log10 (1,000) = 30 dB）
此处显示的数据反映的是测量值，并不保证性能。
2. 新材料可根据器件频率调整屏蔽性能，便于EMC设计，有助于提高通信质量。
表2：铝材与新材料适用频段对比
通过修改这些新材料的成分，可以根据终端使用设备的规格来配置要屏蔽的电磁波频段。新材料在日益多样化的电磁环境中实现高效的电磁屏蔽，防止因噪声引起的设备故障并促进EMC设计。
此外，与铝不同，新材料具有特定的电磁吸收能力，可以防止包括 CPU 在内的设备自身产生的反射噪声，并减少由于噪声叠加而导致的设备特性劣化。除了这些功能之外，新材料还可以在广泛的频段上发挥作用，从而促进下一代无线通信技术的普及。
3. 出色的可加工性可创建 3D 结构，有助于提高设计质量
利用松下机电株式会社的热固性树脂配方技术和冷冻干燥制造方法，可以创建三维结构[4]，从而可以根据每个设备定制这些新材料的形状。
合适的应用：
航天器（卫星、探测器等）、电动飞行器（无人机、eVTOL车等）、5G/6G应用设备（移动基站等）、工业设备（机器人、AGV等）、in-车载设备（毫米波雷达、各种传感器等）、VR/AR设备
JAXA 太空探索创新中心
JAXA 太空探索创新中心成立于 2015 年，其双重目标是通过地面创新技术的商业化及其在未来太空探索中的最终应用来推动产业发展和创造新产业。宇宙探索创新枢纽中心致力于研发的开放式创新，根据企业、大学、研究机构等研究人员提供的宇宙探索相关技术信息，针对 JAXA 设定的研究课题征集研究项目提案。
关于与 JAXA 太空探索创新中心的联合研究的信息
・研究课题：电磁波屏蔽吸收用超轻量材料的开发
・期间：2022年6月～2024年6月（24个月）
・内容：进行超轻型电磁波屏蔽吸收材料的商品化研究
* ◎：主要研究所； 〇：二级研究所
联合研究成员的研究项目和作用
Definitions:
[1] 电动垂直起降
电动垂直起降 (eVTOL) 车辆是一种能够垂直起降的“飞行汽车”，结合了直升机、无人机或小型飞机的一些特性。
[2] 电磁兼容性
电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，简称EMC）是指电气或电子设备在不影响周围设备的电磁波（电磁噪声）、不受周围设备发出的电磁波（噪声）影响的情况下，按预期运行的能力。
[3] 容积密度
通过将样品的重量除以其体积（包括颗粒之间的空隙）而获得的值。
[4]冷冻干燥法
将含有水分的样品放入真空冷冻干燥机中，在-30℃左右快速冷冻的制造方法。冷冻后，腔室进一步减压以产生真空，从而升华任何水分以干燥样品。
展会信息
2022 年 9 月 18 日至 22 日：法国 IAC 2022
2022 年 11 月 1 日至 4 日：第 66 届空间科学与技术会议，熊本市
详细资料：
Inquiries:
研究相关询问
松下机电株式会社株式会社电子材料事业本部
https://industrial.panasonic.com/cuif/ww/contact-us?field_contact_group=2343&field_contact_lineup=3803
媒体联系人：
Public Relations Department, Panasonic Industry Co., Ltd.
press-industry@ml.jp.panasonic.com
Nagoya University
Public Relations Office, Nagoya University, Tokai National Higher Education and Research System, National University Corporation
nu_research@adm.nagoya-u.ac.jp
Yamagata University
Public Relations Office, General Affairs Department, Yamagata University, National University Corporation
yu-koho@jm.kj.yamagata-u.ac.jp
Akita University
Public Relations Section, Akita University, National University Corporation
kouhou@jimu.akita-u.ac.jp
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关于松下机电株式会社株式会社 松下集团是开发广泛应用创新技术和解决方案的全球领导者，于 2022 年 4 月 1 日转为事业公司制，松下控股株式会社作为控股公司，旗下有 8 家公司。松下机电株式会社是集团八家公司之一，负责松下集团的设备业务，成立于 2022 年 4 月 1 日，使命是“我们将开辟通往更美好未来的道路，并继续通过各种设备技术为富裕社会做出贡献”。在制造业劳动力短缺、信息化社会兴起带来的数据爆炸式增长以及移动社会对环境和安全要求更高的背景下，该公司专注于需要不断发展的领域，并通过电容器、小型伺服电机、电动汽车继电器和电子材料等独特材料和工艺技术的特色为客户提供价值。截至 2022 年 3 月 31 日的年度，该公司实现了 1,1314 亿日元的净销售额。如需了解有关松下机电株式会社更多信息，请访问：https://www.panasonic.com/global/industry |
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