Het is bekend dat de elektromagnetische straling die wordt afgegeven door elektronische apparatuur en apparaten de goede werking ervan belemmert. Conventionele materialen die tegenwoordig worden gebruikt om te beschermen tegen inkomende elektromagnetische golven, zijn meestal platen van metaal of composieten, die steunen op reflectie als afschermingsmechanisme.

Maar nu, materialen zoals grafeen-aerogels winnen aan tractie als meer wenselijke alternatieven omdat ze fungeren als elektromagnetische absorptiemiddelen. Algemeen wordt verwacht dat ze de energieopslag verbeteren, sensoren, nano-elektronica, katalyse en scheidingen, maar grafeen-aerogels zijn onbetaalbaar en moeilijk te produceren voor grootschalige toepassingen vanwege de gecompliceerde zuiverings- en functionaliseringsstappen die bij hun fabricage betrokken zijn.

Dus een team van onderzoekers in China ging op zoek naar een goedkoper materiaal met eigenschappen die vergelijkbaar zijn met een grafeen-aerogel - in termen van geleidbaarheid, evenals een lichtgewicht, anticorrosief, poreuze structuur. In het journaal Technische Natuurkunde Brieven , de onderzoekers beschrijven het nieuwe materiaal dat ze hebben gemaakt en de prestaties ervan.

Aming Xie, een expert in organische chemie, en Fan Wu, beide verbonden aan PLA University of Science and Technology, werkte samen met collega's van de Nanjing University of Science and Technology om gebruik te maken van organische chemie en geleidende polymeren om een ​​driedimensionale (3-D) polypyrrool (PPy) aerogel-gebaseerde elektromagnetische absorber te fabriceren.

Ze kozen ervoor om zich op deze methode te concentreren omdat het hen in staat stelt om "de dichtheid en diëlektrische eigenschap van geleidende polymeren te reguleren door de vorming van poriën tijdens de oxidatiepolymerisatie van het pyrroolmonomeer, ’ legde Wu uit.

En het fabricageproces is eenvoudig. "Het vereist slechts vier gebruikelijke chemische reagentia:pyrrool, ijzerchloride (FeCl3), ethanol en water - wat het goedkoop genoeg maakt en grootschalige fabricage mogelijk maakt, " Wu zei. "We kunnen de FeCl3-oplossing ook rechtstreeks in de pyrrooloplossing gieten - niet druppel voor druppel - om de pyrrool te dwingen te polymeriseren tot een 3D-aerogel in plaats van PPy-deeltjes."

Kortom, de 3-D PPy-aerogel van het team is ontworpen om "wenselijke eigenschappen te vertonen zoals een poreuze structuur en lage dichtheid, ’ merkte Wu op.

Verder dan dat, zijn elektromagnetische absorptieprestaties - met weinig verlies - zijn veelbelovend. "Wij geloven dat een 'breed' absorptiebereik nuttiger is dan een hoge absorptie binnen één frequentie, " zei Wu. Vergeleken met eerdere werken, de nieuwe aerogel van het team heeft de laagste toevoeging en de grootste effectieve bandbreedte - met een reflectieverlies van minder dan -10 decibel.

Op het gebied van toepassingen, gebaseerd op de combinatie van lage adjunctie en een "brede" effectieve bandbreedte, de onderzoekers verwachten dat hun 3D PPy-aerogel wordt gebruikt in oppervlaktecoatings voor vliegtuigen.

Een andere mogelijke toepassing is als coating op het gebied van corrosiepreventie en -beheersing. "Gemeenschappelijke anticorrosiecoatings bevatten een grote hoeveelheid zink (70 tot 80 gewichtsprocent), en deze deeltjes dienen niet alleen als kathode door te corroderen om de ijzerstructuur te beschermen, maar ook om een ​​geschikte geleidbaarheid voor het elektrochemische proces te behouden, Wu merkte op. "Als onze 3-D PPy-aerogel een geleidbaarheidsnetwerk zou kunnen bouwen in dit type coating, het verlies van zinkdeeltjes kan snel worden verminderd."

Het team gaat nu een stap verder met het nastreven van een op 3D PPy/PEDOT gebaseerde (poly(3, 4-ethyleendioxythiofeen) elektromagnetische absorber. "Ons doel is om in vaste toestand gepolymeriseerde PEDOT-deeltjes te laten groeien in de gaten van de 3-D PPy-aerogel gevormd door PPy-ketens, ' voegde Wu eraan toe.