سبک‌ترین ماده محافظ الکترومغناطیسی جهان ساخته شد

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، شیلد یا محافظ میدان مغناطیسی در صنایع مختلف بسیار پرکاربرد است. به تازگی با استفاده از نانوالیاف سلولزی و نانوسیم‌های نقره، محققان سبک‌ترین شیلد الکترومغناطیسی جهان را تولید کردند.

سبک‌ترین محافظ الکترومغناطیسی جهان با استفاده از آئروسل ساخته شد. موتور‌های الکتریکی و ادوات الکترونیکی معمولا میدان‌های الکترومغناطیس تولید می‌کنند که می‌توانند روی قطعات الکترونیکی مجاور یا روی سیگنال‌های ارسالی تاثیرگذار باشند.

میدان‌های الکترومغناطیس با فرکانس بالا باید با پوسته‌های رسانا محافظت شوند تا بتوان آن‌ها را کنار هم قرار داد. بیشتر از ورق‌های فلزی یا فویل‌های متالیزه شده برای چنین کار‌هایی استفاده می‌کنند؛ هر چند برای برخی کاربرد‌ها این راهبرد موجب سنگین شدن شده و نمی‌توان محصول نهایی را به شکل مورد نظر در آورد.

اما آنچه که ایده‌آل است، یک محصول نازک، سبک و بادوام است که در برابر میدان‌های الکترومغناطیس مقاومت بالایی داشته باشد.

ژیهوی زنگ و گاستاو نیسترو از Empa با همکاری یکدیگر، الیافی از جنس سلولز ساختند که پایه نوعی آئروسل است. این آئروسل سبک بوده و از تخلخل بالایی برخوردار است. سلولز‌ها معمولا از چوب تولید می‌شوند و ساختار شیمیایی آن‌ها قابل اصلاح شدن است. این گروه با استفاده از این ویژگی اقدام به تولید میکروساختار‌هایی کردند.

این گروه تحقیقاتی با استفاده از این روش، کامپوزیت نانوالیاف سلولزی و نانوسیم نقره تولید کردند که دارای ساختاری بسیار سبک بوده و قدرت محافظت بالا در برابر تابش‌های الکترومغناطیس دارد. این ماده دانسیته ۱٫۷ میلی‌گرم بر سانتی‌متر مربع دارد.

این نانوکامپوزیت دارای محافظت بالاتر از ۴۰ دسیبل در محدوده فرکانس ۸ تا ۱۲ گیگاهرتز است. به بیانی دیگر، همه تابش‌ها در این محدوده فرکانس توسط این ماده دفع می‌شوند.

یکی از دلایل بروز رفتار محافظت در این کامپوزیت، حضور رشته‌های سلولز و نقره است. همچنین ساختار حفره‌ای در آن به ایجاد خاصیت محافظت کمک می‌کند.

درون این حفره‌ها، میدان‌های الکترومغناطیس منعکس شده و موجب تشکیل میدان الکترومغناطیس دیگری می‌شود که مخالف میدان اولیه است.

برای ایجاد حفره‌هایی با ابعاد و شکل بهینه، محققان از قالب‌هایی که از پیش سرد شده استفاده کردند که به آن‌ها اجازه انجماد آهسته را می‌دهد. رشد بلور‌های یخ موجب تشکیل ساختار‌هایی با حفره‌های بهینه می‌شود، حفره‌هایی که قابلیت سرکوب میدان‌ها را دارد.