Çin’in Hefei şehrindeki Anhui Üniversitesi Ziraat Fakültesi’nden bilim insanları, bambu atıklarından üretilen ve akıllı telefonlar gibi elektronik cihazların istenmeyen elektromanyetik dalgalardan korunmasına yardımcı olabilecek yeni bir plastik malzeme geliştirdi. Laboratuvar testlerinde malzemenin %81 daha güçlü ve %173 dayanıklı çıktığı belirlendi; araştırmacılar, bu bileşimin cihazları korumanın ötesinde, istenmeyen sinyalleri yansıtmadan emerek ikincil girişimi de azaltabileceğini belirtiyor.
Geliştirilen malzemenin temelini oluşturan bambu biyokarbon, oksijensiz ortada bamboo biomass ısıtarak elde edilen, zengin karbonlu bir madde. Araştırmacılar, bu malzemenin geleneksel koruyucu materyallerden farkının, elektromanyetik dalgaları yansıtmadan çoğunu emmesi olduğunu vurguladı.
Bambu Nasıl Dalgaları Engelliyor?
Elektromanyetik girişim (EMI), elektrik devrelerini bozan ve genellikle dış kaynaklı olan istenmeyen gürültü veya parazit olarak tanımlanıyor. Üreticiler için giderek artan bir endişe kaynağı haline gelen bu durum, malzeme biliminde yeni çözümleri de beraberinde getiriyor.
Geleneksel iletken koruyucu materyaller genellikle gelen dalgaları yansıtarak ek parazit oluşturma eğilimindedir. Bu sorunu aşmak isteyen bilim insanları, bambu biyokarbon adı verilen ve oksijensiz ortamda bamboo biomass ısıtılarak üretilen zengin karbonlu bir maddeye yöneldi.
Biyokarbonun yenilenebilir bir iletken dolgu maddesi olarak kullanılabileceği belirtilse de, düşük iletkenliği ve LINK_1: plastiklerle sınırlı bağlanma özelliği}} performansını kısıtlayabiliyor. Araştırmacılar önce bamboo tozunu azot altında ısıtarak biyokarbon üretti; ardından kısa süreli elektrik enerjisiyle karbon yapısını değiştiren flaş Joule ısılaması (ohmik veya dirençlı ısılama) uyguladı.
Bu işlemden sonra parçacıklar, plastiklerle bağlanmayı iyileştiren APTES adlı kimyasalla muamele edildi. Modifiye edilen biyokarbon, polilaktik asit (PLA) ve polibütilen adipat-kotereftalat (PBAT) içeren iki biyoçözünür plastik tabakasının arasına yerleştirilerek elektromanyetik dalgaları emip zayıflatan bir yol ağı oluşturdu.
Daha Güçlü ve Dayanıklı Plastik
Araştırmada ekip, muamele edilmemiş, flaşla ısıtılmış ve kimyasal olarak işlenmiş biyokarbon içeren plastiklerle katmansız bir versiyonu karşılaştırdı. Laboratuvar testlerinde optimize edilmiş bileşimin çekme dayanımının 25,5 megapascal (MPa) olduğu görüldü; bu değer %81 artış anlamına geliyor.
Aynı zamanda malzemenin mukavemeti %173 oranında artarak metreküp başına 2,68 megajoule seviyesine ulaştı; kırılmadan önce gerilme yeteneği ise 11,5 yüzde iken 24,7 yüze çıktı. Malzeme ayrıca elektriği çok daha iyi iletti. İletkenliği 12,8 siemens santimetre başına ulaşırken, muamele edilmemiş biyokarbon içulen versiyonda bu değer yalnızca 1,7 olarak ölçüldü.
Ek testler, malzemenin elektromanyetik girişimi 8,2 ile 12,4 gigahertz (GHz) frekanslarında ortalamada 36,7 desibel (dB) oranında engellediğini ortaya koydu. Aynı miktarda dolgu içeren katmansız bir bileşim ise yalnızca 7,5 desibele ulaştı.
Korumanın büyük kısmı elektromanyetik dalgaları emekten (30,8 dB) gelirken, yansımaya ait kısım yalnızca 5,9 desibele denk geldi. Bilim insanları, karbon ağı ve tabakaların elektromanyetik dalgaları plastikle daha uzun mesafe geçirmeye zorladığını düşünüyor.
Araştırmayı ekip şu şekilde değerlendirdi:
“Elektromanyetik korumayı, biyokarbon esaslı bir malzeme üzerinde mekanik performansla birleştirdik. Bu tasarım, dayanıklı korumaya ihtiyaç duyan elektronik cihaz bileşenlerinin ve diğer uygulamaların gelişimine yön verebilir.”
Ahui Üniversitesi Ziraat Fakültesi Araştırma Ekibi
Araştırmalar Sustainable Carbon Materials adlı dergide yayımlandı.
Bu Gelişmeyi Toplulukta Değerlendirin
Haber hakkındaki düşüncelerinizi, donanım deneyimlerinizi ve teknik sorularınızı topluluk üyeleriyle anlık olarak tartışın.
Söz sizde.
Deneyiminizi, sorularınızı ve katkılarınızı paylaşın. E-posta adresiniz yayımlanmaz.