Equipe de pesquisa desenvolve absorvedores de ondas eletromagnéticas com forte absorção e ampla largura de banda efetiva

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Visão geral do diagrama esquemático do material absorvente de ondas eletromagnéticas baseado em MOF. Crédito:Instituto Coreano de Ciência de Materiais (KIMS)

Uma equipe de pesquisa do Departamento de Compósitos Funcionais na Divisão de Pesquisa de Compósitos do Instituto Coreano de Ciência de Materiais (KIMS) desenvolveu com sucesso absorvedores de ondas eletromagnéticas baseados em estruturas metal-orgânicas (MOFs) que aumentam as perdas dielétricas e magnéticas na frequência gigahertz (GHz). banda. A pesquisa foi publicada na revista Advanced Composites and Hybrid Materials em 5 de fevereiro de 2024.

A equipe, liderada pelo Dr. Hee Jung Lee, combinou MOFs com poliuretano termoplástico para produzir um compósito de alto desempenho e absorção de banda larga.

Pesquisas anteriores se concentraram no desenvolvimento de materiais absorvedores de ondas eletromagnéticas usando materiais altamente condutores e dielétricos, no entanto, enfrentaram desafios para alcançar permissividade e permeabilidade complexas adequadas durante a fabricação dos compósitos. Isso resultou em maior espessura e desempenho limitado de absorção de banda estreita.

O material absorvente de ondas eletromagnéticas desenvolvido pela equipe do Dr. Lee não apenas melhora o desempenho de absorção em comparação com materiais convencionais, mas também exibe alta perda de reflexão e amplas larguras de banda de absorção em espessuras mais baixas. Esta pesquisa apresenta uma nova estratégia para servir como uma abordagem promissora para o desenvolvimento de absorvedores de ondas eletromagnéticas de alto potencial.

A equipe de pesquisa otimizou a composição do material para aumentar a absorção das ondas eletromagnéticas e sintetizou o MOF usando um método solvotérmico.

Após o processo de tratamento térmico, o MOF foi composto com poliuretano termoplástico para produzir o material absorvente de ondas eletromagnéticas. O material demonstrou alto desempenho de absorção, atingindo -52,29 decibéis (dB; 99,999% de absorção) a 10 gigahertz (GHz) e espessura de 1,9 milímetros (mm). Notavelmente, com uma espessura mais fina de 0,9 mm, exibiu desempenho de absorção de banda larga de até 7,23 GHz, representando uma melhoria significativa em relação aos materiais desenvolvidos por outros pesquisadores.

A tecnologia por trás dos materiais de absorção de ondas eletromagnéticas baseados em MOF tem aplicações em tecnologia furtiva e em vários campos industriais, como elétrico, eletrônico, direção autônoma e comunicações. Previne especialmente a poluição eletromagnética, que é uma ramificação indesejável e descontrolada resultante da interferência eletromagnética. Consequentemente, poderia ser utilizado de forma promissora no campo das TI da próxima geração, levando à activação de empresas privadas, bem como da indústria de defesa, com o reforço da defesa nacional.

Diagrama esquemático do processo de síntese do MO. Crédito:Instituto Coreano de Ciência de Materiais (KIMS)

O pesquisador sênior Dr. Hee Jung Lee enfatizou o objetivo de aplicar materiais MOF em todos os setores industriais e expandir para campos ambientais e biológicos por meio da produção em massa. Ela destacou o potencial para desenvolver tecnologia proprietária no mercado interno e exportá-la para o exterior no futuro.

A equipe de pesquisa está atualmente trabalhando no desenvolvimento da tecnologia de absorção de ondas eletromagnéticas para frequências mais altas em bandas compatíveis com 5G. Além disso, eles estão facilitando ativamente a comercialização de aplicações industriais de alto valor agregado, como absorção de ondas eletromagnéticas, blindagem e dissipação de calor, através da aplicação de materiais MOF personalizados.

Mais informações: Jae Ryung Choi et al, Síntese de compósitos derivados de estrutura orgânica bimetálica de Fe/Co e sua absorção aprimorada de ondas eletromagnéticas, Compósitos Avançados e Materiais Híbridos (2024). DOI:10.1007/s42114-023-00824-z
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