Создан самый легкий материал для экранирования электромагнитных волн

07.07.2020

Электродвигатели и электронные устройства генерируют электромагнитные поля, которые иногда необходимо экранировать, чтобы не влиять на соседние электронные компоненты или передачу сигналов. Высокочастотные электромагнитные поля могут быть защищены только проводящими оболочками, закрытых со всех сторон. Часто для этой цели используются тонкие металлические листы или металлизированная фольга. Однако для многих применений такой экран слишком тяжелый или слишком плохо адаптируемый к заданной геометрии. Идеальным решением будет легкий, гибкий и долговечный материал с чрезвычайно высокой эффективностью экранирования.

Прорыв в этой области был достигнут исследовательской группой во главе с Чжихуэй Цзеном и Густавом Нистремом. Специалисты использовали нановолокна из целлюлозы в качестве основы для аэрогеля, являющегося легким, высокопористым материалом. Волокна целлюлозы получают из древесины и благодаря своей химической структуре обеспечивают широкий спектр химических модификаций, поэтому они стали очень популярным объектом исследования. Важнейшим фактором при обработке и модификации этих целлюлозных нановолокон является способность производить микроструктуры определенным образом и интерпретировать достигнутые эффекты.

Ученым удалось изготовить композицию из целлюлозных нановолокон и серебряных нанонитей и тем самым создать сверхлегкие тонкие структуры, обеспечивающие превосходную защиту от электромагнитного излучения. Эффект материала впечатляет: при плотности всего 1,7 миллиграмма на кубический сантиметр аэрогель из армированной серебром целлюлозы обеспечивает экранирование более 40 дБ в диапазоне частот радиолокационного излучения высокого разрешения (от 8 до 12 ГГц), другими словами: практически все излучение в этом диапазоне частот перехватывается материалом.

Не только правильный состав целлюлозных и серебряных проволок является решающим для экранирующего эффекта, но и структура пор материала. Внутри пор электромагнитные поля отражаются назад и вперед и дополнительно вызывают электромагнитные поля в композиционном материале, которые нейтрализуют существующее поле. Чтобы создать поры оптимального размера и формы, исследователи размещают материал в предварительно охлажденные формы и позволяют ему медленно вымерзать. Рост кристаллов льда создает оптимальную структуру пор для демпфирования полей.

<< Назад: Наночастицы и лед превращают целлюлозу в проводник 08.07.2020

>> Вперед: NASA полностью переходит на свои ракетные двигатели 07.07.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Управление снами для решения важных задач 01.03.2026

Сны на протяжении веков привлекали внимание философов, психологов и ученых, вызывая вопросы о том, насколько они отражают нашу реальность и могут ли влиять на мышление. Новое исследование нейробиологов из Northwestern University показывает, что содержание человеческих сновидений можно частично направлять, а фаза быстрого сна (REM) играет ключевую роль в творческом мышлении и поиске нестандартных решений. В эксперименте ученые использовали метод целенаправленной реактивации памяти (TMR). Пока участники спали, им подавали звуки, ассоциированные с головоломками, предложенными им ранее. Сигналы включались только после подтверждения мозговой активности, указывающей на фазу быстрого сна. В результате 75% испытуемых сообщили о появлении во сне образов или идей, связанных с нерешенными задачами. При этом головоломки, "проникшие" в сновидения, решались значительно чаще: 42% против 17% у задач, которые не фигурировали во сне. Исследователи подчеркивают, что это не прямое доказательство тог ...>>

Новый томат с повышенным содержанием витамина A 28.02.2026

Проблема дефицита витамина A остается одной из глобальных задач здравоохранения, особенно в регионах с ограниченным доступом к разнообразной пище. Недавние достижения биотехнологий позволяют создавать продукты, способные существенно улучшить питание населения, и одним из таких примеров стал новый томат, обогащенный витамином A. Исследователи из Университета Флориды разработали сорта томатов с повышенным содержанием бета-каротина - вещества, которое организм преобразует в витамин A. Работа была выполнена Джингвеем Фу, Дениз Тиеман и Баллой Ратиноспати в Институте пищевых и аграрных наук UF/IFAS. Созданные помидоры отличаются существенно более высоким уровнем бета-каротина по сравнению с обычными сортами, а также с продуктами, традиционно богатыми этим соединением, такими как сладкий картофель и капуста. По словам профессора Ратинасабапати, регулярное употребление всего 50-100 граммов этих обогащенных томатов может покрыть суточную потребность человека в витамине A, что делает их п ...>>

Случайная новость из Архива Ethernet-коммутаторы Microchip SparX-5 16.01.2022 Компания Microchip выпустила новую линейку промышленных и корпоративных Ethernet-коммутаторов SparX-5. SparX-5 - это полностью управляемые L2/L3 Ethernet-коммутаторы с общей пропускной способностью от 64 до 200 Gbps, которая может быть разделена между 64-мя 1G/2.5G/5G/25G портами, позволяя добиться необходимого соотношения между количеством подключенных абонентов и скоростью их подключения. Для подключения PHY и SFP/XFP-модулей используются скоростные 5G/10G/25G SerDes, реализующие последовательные интерфейсы SGMII/QSGMII/USXGMII. Для индустриального применения выпущена производная серия SparX-5i, имеющая наиболее полную на сегодняшний день поддержку стандарта Time Sensitive Networking (TSN), необходимую для реализации сетей реального времени, имеющих детерминированное время доставки пакета. Характеристики коммутаторов SparX-5/5i: Максимальное количество портов: x64 Пропускная способность: 64...200 Gbps Поддержка TSN и SyncE (SparX-5i) Интегрированный процессор: двухъядерный ARM Cortex-A53 CPU @ 1GHz Интерфейсы к PHY, SFP/XFP-модулям: SGMII/QSGMII/USXGMII Температурный диапазон функционирования: от 0 до 105°C (переход) от -40 до 110°C (переход) Корпус: FCBGA-888

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026