Un gruppo di ricerca del Dipartimento di compositi funzionali nella divisione di ricerca sui compositi del Korea Institute of Materials Science (KIMS) ha sviluppato con successo assorbitori di onde elettromagnetiche basati su strutture metallo-organiche (MOF) che migliorano le perdite dielettriche e magnetiche nella frequenza dei gigahertz (GHz) gruppo musicale. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Advanced Composites and Hybrid Materials il 5 febbraio 2024.
Il team, guidato dal dottor Hee Jung Lee, ha combinato MOF con poliuretano termoplastico per produrre un composito ad alte prestazioni e con assorbimento a banda larga.
La ricerca precedente si concentrava sullo sviluppo di materiali che assorbono le onde elettromagnetiche utilizzando materiali altamente conduttivi e dielettrici, tuttavia, ha dovuto affrontare sfide nel raggiungimento di un'adeguata permettività e permeabilità complessa durante la fabbricazione dei compositi. Ciò ha comportato un aumento dello spessore e prestazioni limitate di assorbimento a banda stretta.
Il materiale che assorbe le onde elettromagnetiche sviluppato dal team del Dr. Lee non solo migliora le prestazioni di assorbimento rispetto ai materiali convenzionali, ma mostra anche un'elevata perdita di riflessione e ampie larghezze di banda di assorbimento a spessori inferiori. Questa ricerca presenta una nuova strategia che fungerà da approccio promettente per lo sviluppo di assorbitori di onde elettromagnetiche ad alto potenziale.
Il team di ricerca ha ottimizzato la composizione del materiale per migliorare l'assorbimento delle onde elettromagnetiche e ha sintetizzato il MOF utilizzando un metodo solvotermico.
Dopo il processo di trattamento termico, il MOF è stato composto con poliuretano termoplastico per produrre il materiale che assorbe le onde elettromagnetiche. Il materiale ha dimostrato elevate prestazioni di assorbimento, raggiungendo -52,29 decibel (dB; assorbimento del 99,999%) a 10 gigahertz (GHz) e uno spessore di 1,9 millimetri (mm). In particolare, con uno spessore inferiore di 0,9 mm, ha mostrato prestazioni di assorbimento della banda larga fino a 7,23 GHz, rappresentando un miglioramento significativo rispetto ai materiali sviluppati da altri ricercatori.
La tecnologia alla base dei materiali che assorbono le onde elettromagnetiche basati su MOF ha applicazioni nella tecnologia stealth e in vari campi industriali come quello elettrico, elettronico, di guida autonoma e delle comunicazioni. Previene soprattutto l'inquinamento elettromagnetico, che è una derivazione indesiderata e incontrollata derivante dalle interferenze elettromagnetiche. Di conseguenza, potrebbe essere utilizzato in modo promettente nel campo IT di prossima generazione, portando all'attivazione di società private e dell'industria della difesa con il rafforzamento della difesa nazionale.
Il ricercatore senior Dr. Hee Jung Lee, ha sottolineato l'obiettivo di applicare i materiali MOF in tutti i settori industriali e di espandersi nei campi ambientale e biologico attraverso la produzione di massa. Ha sottolineato il potenziale di sviluppo della tecnologia proprietaria a livello nazionale e di esportazione all'estero in futuro.
Il gruppo di ricerca sta attualmente lavorando all’ulteriore sviluppo della tecnologia di assorbimento delle onde elettromagnetiche per frequenze più elevate nelle bande compatibili con il 5G. Inoltre, stanno facilitando attivamente la commercializzazione di applicazioni industriali ad alto valore aggiunto come l'assorbimento delle onde elettromagnetiche, la schermatura e la dissipazione del calore applicando materiali MOF su misura.
Ulteriori informazioni: Jae Ryung Choi et al, Sintesi di compositi bimetallici metallo-organici derivati da strutture Fe/Co e il loro migliorato assorbimento delle onde elettromagnetiche, Compositi avanzati e materiali ibridi (2024). DOI:10.1007/s42114-023-00824-z
Fornito dal Consiglio Nazionale delle Ricerche di Scienza e Tecnologia
