Ultrakönnyű sugárzásgátló aerogél bukkant fel az elektronikai iparban
Az elektronikai ipar számára áttörést jelenthet az az új, ultrakönnyű szigetelőanyag, amelyet az idén fejlesztett ki egy svájci kutatócsoport.
Az elektronikus alkatrészek által generált elektromágneses sugárzás visszatartása kulcsfontosságú szempont az elektronikus eszközök tervezői számára, ám a mai fémalapú árnyékoló anyagoknak több hátránya is van. A svájci Szövetségi Anyagtudományi és Technológiai Laboratórium (EMPA) tudósai kifejlesztettek egy új, aerogél alapú anyagot, amely a frekvenciasávok széles spektrumát képes blokkolni, és ezzel a világ legkönnyebb elektromágneses árnyékoló anyagává válhat.
Az elektronikus eszközök elektromágneses sugárzásának blokkolásakor kritikus pont a teljesítmény fenntartása, mivel ha ezek a mezőket nem különítik el a környezetüktől, akkor befolyásolhatják a jelátvitelt vagy a közelükben lévő elektronikai eszközök működését. A mérnökök gyakran vékony lemezekkel oldják meg a problémát, viszont így további súly adódik az eszközökhöz, ami nehezíti a terveknek való megfelelést.
Mitől jó a léggél?
Az EMPA csapata több alternatív anyagot is megvizsgált annak reményében, hogy könnyebb, temperálható oldatokat állíthatnak elő, és a kísérleti eredmények végül a fából nyert cellulózszálakhoz vezették őket. Ezek nanométernyi darabkáit ezüst nanocsövekkel kombinálva olyan könnyű, porózus léggélt képeztek, amely kiváló védelmet nyújt az elektromágneses sugárzás ellen, miközben sűrűsége mindössze 1,7 milligramm/köbcentiméter.
Noha a cellulózszálak és az ezüst nanoszálak önmagukban is árnyékoló hatást fejtenek ki, az új, összetett anyag porózus jellege is szerepet játszik a sikerben: amikor az elektromágneses terek találkoznak a pórusokkal, akkor az üregen belül körülfordulnak, ezáltal szekunder elektromágneses tér keletkezik, amely kioltja az eredeti hullámot.
A kombinált hatásnak köszönhetően a gél gyakorlatilag blokkolja az összes sugárzást a 8-12 GHz-es tartományban. Időközben a kívánt abszorpciós szint a porozitás, az ezüst nanocsövek számának és az anyag vastagságának szabályozásával állítható be.
A világ legkönnyebb szigetelőanyaga
A kutatók további súlycsökkentésre is találtak lehetőséget azáltal, hogy kicserélték az ezüst nanoszálakat titán-karbid lemezekre, amelyek „téglaként” viselkednek, míg a cellulózrostok „habarcsként” tartják össze őket. Ez a kombinált titán-karbid-cellulóz léggél a világ legkönnyebb elektromágneses árnyékoló anyaga.
További részletek az ACS Publications oldalán és az Advanced Science-ben publikált anyagokban olvashatók.
Hegyi Heni, Okosipar.hu