Een onderzoeksteam van de afdeling Functional Composites in Composites Research Division van het Korea Institute of Materials Science (KIMS) heeft met succes elektromagnetische golfabsorbers ontwikkeld op basis van metaal-organische raamwerken (MOF's) die diëlektrische en magnetische verliezen in de gigahertz (GHz) frequentie versterken. band. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Composites and Hybrid Materials op 5 februari 2024.

Het team, onder leiding van Dr. Hee Jung Lee, heeft MOF's samengesteld met thermoplastisch polyurethaan om een ​​hoogwaardig composiet met breedbandabsorptie te produceren.

Eerder onderzoek richtte zich op de ontwikkeling van elektromagnetische golfabsorberende materialen met behulp van sterk geleidende en diëlektrische materialen, maar het kreeg te maken met uitdagingen bij het bereiken van de juiste complexe permittiviteit en permeabiliteit tijdens de fabricage van de composieten. Dit resulteerde in een grotere dikte en beperkte smalbandige absorptieprestaties.

Het elektromagnetische golfabsorberende materiaal dat door het team van Dr. Lee is ontwikkeld, verbetert niet alleen de absorptieprestaties in vergelijking met conventionele materialen, maar vertoont ook een hoog reflectieverlies en brede absorptiebandbreedtes bij lagere diktes. Dit onderzoek presenteert een nieuwe strategie die kan dienen als een veelbelovende aanpak voor de ontwikkeling van krachtige elektromagnetische golfabsorbeerders.

Het onderzoeksteam optimaliseerde de materiaalsamenstelling om de absorptie van elektromagnetische golven te verbeteren en synthetiseerde de MOF met behulp van een solvothermische methode.

Na het thermische behandelingsproces werd de MOF gemengd met thermoplastisch polyurethaan om het elektromagnetische golfabsorberende materiaal te produceren. Het materiaal vertoonde hoge absorptieprestaties en bereikte -52,29 decibel (dB; 99,999% absorptie) bij 10 gigahertz (GHz) en een dikte van 1,9 millimeter (mm). Met name bij een dunnere dikte van 0,9 mm vertoonde het breedbandabsorptieprestaties tot 7,23 GHz, wat een aanzienlijke verbetering betekent ten opzichte van materialen die door andere onderzoekers zijn ontwikkeld.

De technologie achter MOF-gebaseerde elektromagnetische golfabsorberende materialen heeft toepassingen in stealth-technologie en verschillende industriële gebieden zoals elektrisch, elektronisch, autonoom rijden en communicatie. Het voorkomt vooral elektromagnetische vervuiling, een ongewenste en ongecontroleerde uitloper die het gevolg is van elektromagnetische interferentie. Bijgevolg zou het veelbelovend kunnen worden gebruikt in het IT-veld van de volgende generatie, wat zou leiden tot de activering van zowel particuliere bedrijven als de defensie-industrie met de versterking van de nationale defensie.

Senior onderzoeker Dr. Hee Jung Lee benadrukte het doel om MOF-materialen toe te passen in algemene industriële sectoren en door middel van massaproductie uit te breiden naar milieu- en bio-gebieden. Ze benadrukte het potentieel om propriëtaire technologie in eigen land te ontwikkelen en deze in de toekomst naar het buitenland te exporteren.

Het onderzoeksteam werkt momenteel aan de verdere ontwikkeling van elektromagnetische golfabsorptietechnologie voor hogere frequenties in 5G-compatibele banden. Bovendien faciliteren ze actief de commercialisering van industriële toepassingen met hoge toegevoegde waarde, zoals absorptie van elektromagnetische golven, afscherming en warmteafvoer, door op maat gemaakte MOF-materialen toe te passen.

Meer informatie: Jae Ryung Choi et al, Synthese van Fe/Co bimetaal-metaal-organische raamwerk-afgeleide composieten en hun verbeterde elektromagnetische golfabsorptie, Geavanceerde composieten en hybride materialen (2024). DOI:10.1007/s42114-023-00824-z

Geleverd door de Nationale Onderzoeksraad voor Wetenschap en Technologie