新型复合材料:抗辐射新材料新进展
在我们日常生活中,电磁干扰无处不在。从手机通话前扬声器的嗡嗡声,到各种电子设备间的相互影响,电磁干扰已成为现代科技发展中不可忽视的挑战。为应对这一问题,乌拉尔联邦大学的科学家们与国际研究团队合作,成功开发出一种新型复合材料,可显著降低电磁干扰水平,研究结果发表在《聚合物》上。
电磁干扰的来源多种多样,既包括人工源如蜂窝网络,也包括自然源如闪电、地球磁场和宇宙噪音。传统上,人们主要使用金属屏蔽来防护电磁辐射。然而,金属屏蔽存在重量大、易腐蚀、加工困难等缺点,最关键的是,它们通过反射而非吸收的方式工作,这可能导致干扰进一步扩散。
针对这些问题,研究团队转向了基于聚合物的复合材料。这种新材料由多层组成,包括能够传导电流并吸收干扰的填料,以及作为外壳的电介质。这种结构设计使得辐射能够被保留在复合材料内部,有效降低了电磁干扰。
具体来说,这种新型复合材料的外壳采用了常见的工业塑料ABS,而导电填料则是碳和磁性材料的组合。研究人员选择了磁铁矿(三氧化二铁的一种)和3-5毫米长的碳纤维作为填料,这不仅大大提高了材料的导电性,还能将电磁干扰的功率辐射降低高达1万倍。
然而,高导电性的代价是热稳定性的降低。为解决这一问题,科学家们通过精确计算,确定了最佳的填料体积比例(按重量计2.5%),以在性能和稳定性之间取得平衡。
研究团队使用了多种先进设备来研究材料的物理机械和电动力学特性,其中一些设备是团队成员自主开发的,在俄罗斯尚属首创。
这项研究的意义在于,它为电磁干扰防护提供了一种新的解决方案。相比传统的金属屏蔽,这种新型复合材料不仅更轻、更易加工,而且能够更有效地吸收而非反射电磁辐射。这意味着它可能在各种电子设备中得到广泛应用,从而显著提高设备的性能和可靠性。
目前,研究团队正致力于开发这种复合材料的工业化生产技术。一旦成功,这项技术将为电子产品制造、通信设备、医疗器械等多个领域带来重大影响,有望推动相关产业的技术升级和创新发展。获取更多有价值信息 访问:https://byteclicks.com