Los compuestos de carbono tienen muchas propiedades útiles, con nuevos usos potenciales que se descubren todo el tiempo. Los investigadores han desarrollado una variedad de láminas delgadas para explotar sus propiedades electromagnéticas para el blindaje de microondas.

Las propiedades inusuales de los carbonos de gran superficie brindan una gran oportunidad para que los científicos creen compuestos con propiedades eléctricas y electromagnéticas útiles. Los compuestos de carbono son particularmente útiles como blindaje electromagnético ultradelgado y de bajo peso.

Al mismo tiempo, Se sabe que las espumas de carbono ultraligeras tienen una capacidad de protección electromagnética muy alta debido a su estructura celular. También resultan ser baratos, buenos aislantes térmicos e increíblemente resistentes teniendo en cuenta su ligereza.

Los científicos han comenzado a investigar las propiedades de las películas carbonosas ultrafinas y sus propiedades electromagnéticas. "Esperamos que puedan absorber hasta el 50% de la potencia de microondas incidente a pesar de que su grosor es solo una pequeña fracción de la profundidad de la piel". "dice el Dr. Alain Celzard, un investigador que dirige un equipo que investiga estas propiedades.

A través de la iniciativa NAmiceMC, financiada con fondos europeos, se propusieron crear un forma ligera y ecológica de crear blindaje electromagnético. Inspirado en una estructura única que se encuentra en los ojos de las polillas, el equipo tenía como objetivo crear eventualmente un material que pudiera absorber longitudes de onda de microondas.

NAmiceMC comparó las diferencias en la efectividad del blindaje electromagnético en espumas de carbono, películas de carbono ultrafinas y compuestos de carbono. Los investigadores probaron estos diferentes materiales contra un rango de frecuencias de microondas y los compararon con un modelo teórico del electromagnetismo de los materiales.

El equipo llevó a cabo un estudio comparativo de la eficacia del blindaje electromagnético de diferentes materiales y disposiciones. "Demostramos en este proyecto que todos los tipos de estructura de carbono que investigamos podrían ser efectivos para resolver el problema de compatibilidad electromagnética, "Dice el Dr. Celzard.

Compuestos útiles

Donde se requiere ligereza, El equipo descubrió que son preferibles tanto las películas delgadas de carbono como las espumas de carbono o aerogeles. Cuando sean necesarias buenas propiedades mecánicas, descubrieron que la mejor opción eran los compuestos poliméricos llenos de carbono para una alta eficiencia de blindaje contra interferencias electromagnéticas.

Los investigadores desarrollaron una base de datos con una amplia colección de propiedades electromagnéticas y eficiencia de blindaje electromagnético para cada uno de los tipos de materiales investigados en el proyecto. Propusieron una disposición eficaz de las partículas de una manera que describe las características más importantes de los compuestos exfoliados a base de grafito. El equipo logró crear una metodología clara y útil para modelar los arreglos sin utilizar software comercial.

"La metodología desarrollada proporcionó una mejor comprensión de los procesos físicos en compuestos basados ​​en nanocarbono, "Observa el Dr. Celzard. El equipo descubrió que los materiales de protección más adecuados son los que tienen la conductividad más alta posible en el rango de baja frecuencia, y que tienen poco espesor.

NAmiceMC esperaba tener una alta absorción que afectaría el tamaño de la celda y la ventana de las espumas de carbono reticulado en la disposición del material. Sin embargo, el equipo descubrió que la conductividad del esqueleto de carbono era tan alta que estas estructuras eran principalmente reflectantes en rangos de microondas y de baja frecuencia. Los investigadores se sorprendieron al descubrir que las espumas de carbono reticulado podían ser muy absorbentes en el rango de los terahercios. mucho más alto que el tamaño de la ventana previsto.

Avanzando

El equipo de NAmiceMC continúa investigando activamente en el campo de las aplicaciones electromagnéticas de varias estructuras de carbono porosas. Los investigadores planean diseñar nuevas metasuperficies basadas en una técnica desarrollada durante el período del proyecto, que puede transformar estructuras tridimensionales de formas arbitrarias en materiales magnéticos carbonosos.

NAmiceMC planea probar experimentalmente el concepto de un agujero negro electromagnético, y construir un prototipo de detector electromagnético de alta sensibilidad. Ya han presentado una propuesta MSCA RISE dedicada a esta actividad este año.