p Motores elétricos e dispositivos eletrônicos geram campos eletromagnéticos que às vezes precisam ser protegidos para não afetar componentes eletrônicos vizinhos ou a transmissão de sinais. Os campos eletromagnéticos de alta frequência só podem ser protegidos com invólucros condutores fechados em todos os lados. Freqüentemente, folhas de metal finas ou folhas metalizadas são usadas para este propósito. Contudo, para muitas aplicações, esse escudo é muito pesado ou muito pouco adaptável à geometria fornecida. A solução ideal seria uma luz, material flexível e durável com eficácia de proteção extremamente alta. p Aerogéis contra radiação eletromagnética

p Um avanço nesta área foi alcançado por uma equipe de pesquisa liderada por Zhihui Zeng e Gustav Nyström. Os pesquisadores estão usando nanofibras de celulose como base para um aerogel, que é uma luz, material altamente poroso. As fibras de celulose são obtidas a partir de madeira e, devido à sua estrutura química, permitem uma ampla gama de modificações químicas. Eles são, portanto, um objeto de pesquisa altamente popular. O fator crucial no processamento e modificação dessas nanofibras de celulose é ser capaz de produzir certas microestruturas de forma definida e interpretar os efeitos alcançados. Essas relações entre estrutura e propriedades são o próprio campo de pesquisa da equipe de Nyström na Empa.

p Os pesquisadores conseguiram produzir um composto de nanofibras de celulose e nanofios de prata, e, assim, criaram estruturas finas ultraleves que fornecem excelente proteção contra radiação eletromagnética. O efeito do material é impressionante:com uma densidade de apenas 1,7 miligramas por centímetro cúbico, o aerogel de celulose reforçado com prata atinge mais de 40 dB de proteção na faixa de frequência da radiação de radar de alta resolução (8 a 12 GHz) - em outras palavras:Praticamente toda radiação nesta faixa de frequência é interceptada pelo material.

p Cristais de gelo controlam a forma

p Não só a composição correta dos fios de celulose e prata é decisiva para o efeito de blindagem, mas também a estrutura de poros do material. Dentro dos poros, os campos eletromagnéticos são refletidos para frente e para trás e, adicionalmente, acionam campos eletromagnéticos no material composto, que neutralizam o campo de incidente. Para criar poros de tamanho e forma ideais, os pesquisadores despejam o material em moldes pré-resfriados e permitem que congele lentamente. O crescimento dos cristais de gelo cria a estrutura de poros ideal para amortecer os campos.

p Com este método de produção, o efeito de amortecimento pode até ser especificado em diferentes direções espaciais:Se o material congelar no molde de baixo para cima, o efeito de amortecimento eletromagnético é mais fraco na direção vertical. Na direção horizontal, ou seja, perpendicular à direção de congelamento - o efeito de amortecimento é otimizado. As estruturas de blindagem lançadas desta forma são altamente flexíveis:mesmo depois de serem dobradas para frente e para trás milhares de vezes, o efeito de amortecimento é praticamente igual ao do material original. A absorção desejada pode até mesmo ser facilmente ajustada adicionando mais ou menos nanofios de prata ao composto, bem como pela porosidade do aerogel fundido e a espessura da camada fundida.

p O escudo eletromagnético mais leve do mundo

p Em outro experimento, os pesquisadores removeram os nanofios de prata do material compósito e conectaram suas nanofibras de celulose com nanoplacas bidimensionais de carboneto de titânio, que foram produzidos usando um processo de gravação especial. As nanoplacas agem como "tijolos" duros que se unem com uma "argamassa" flexível feita de fibras de celulose. Esta formulação também foi congelada em formas resfriadas de uma maneira direcionada. Em relação ao peso do material, nenhum outro material pode atingir tal blindagem. Isso classifica o aerogel de nanocelulose de carboneto de titânio como o material de proteção eletromagnética mais leve do mundo.