È noto che le radiazioni elettromagnetiche emesse da apparecchiature e dispositivi elettronici ne ostacolano il regolare funzionamento. I materiali convenzionali utilizzati oggi per schermare dalle onde elettromagnetiche in ingresso tendono ad essere fogli di metallo o compositi, che si basano sulla riflessione come meccanismo di schermatura.

Ma ora, materiali come gli aerogel di grafene stanno guadagnando terreno come alternative più desiderabili perché agiscono come assorbitori elettromagnetici. È ampiamente previsto che migliorino lo stoccaggio di energia, sensori, nanoelettronica, catalisi e separazioni, ma gli aerogel di grafene sono proibitivi e difficili da produrre per applicazioni su larga scala a causa dei complicati passaggi di purificazione e funzionalizzazione coinvolti nella loro fabbricazione.

Quindi un team di ricercatori in Cina ha deciso di progettare un materiale più economico con proprietà simili a un aerogel di grafene, in termini di conduttività, così come un leggero, anti corrosivo, struttura porosa. Nel diario Lettere di fisica applicata , i ricercatori descrivono il nuovo materiale che hanno creato e le sue prestazioni.

Aming Xie, esperto di chimica organica, e Fan Wu, entrambi affiliati alla PLA University of Science and Technology, ha lavorato con i colleghi della Nanjing University of Science and Technology per attingere alla chimica organica e ai polimeri conduttori per fabbricare un assorbitore elettromagnetico tridimensionale (3-D) a base di aerogel di polipirrolo (PPy).

Hanno scelto di concentrarsi su questo metodo perché consente loro di "regolare la densità e la proprietà dielettrica dei polimeri conduttori attraverso la formazione di pori durante la polimerizzazione per ossidazione del monomero pirrolico, " ha spiegato Wu.

E il processo di fabbricazione è semplice. "Richiede solo quattro comuni reagenti chimici:pirrolo, cloruro ferrico (FeCl3), etanolo e acqua, il che lo rende abbastanza economico e consente la fabbricazione su larga scala, Wu ha detto. "Siamo anche in grado di versare la soluzione di FeCl3 direttamente nella soluzione di pirrolo, non goccia a goccia, per costringere il pirrolo a polimerizzare in un aerogel 3D anziché in particelle PPy".

In breve, l'aerogel 3-D PPy del team è progettato per esibire "proprietà desiderabili come una struttura porosa e una bassa densità, " ha notato Wu.

Oltre a questo, le sue prestazioni di assorbimento elettromagnetico, con basse perdite, mostrano grandi promesse. "Riteniamo che un intervallo di assorbimento "ampio" sia più utile di un assorbimento elevato all'interno di una frequenza, " disse Wu. Rispetto ai lavori precedenti, il nuovo aerogel del team ha l'aggiunta più bassa e la larghezza di banda effettiva più ampia, con una perdita di riflessione inferiore a -10 decibel.

In termini di applicazioni, basata sulla combinazione di bassa aggiunzione e una larghezza di banda effettiva "ampia", i ricercatori si aspettano di vedere il loro aerogel PPy 3-D utilizzato nei rivestimenti superficiali per gli aerei.

Un'altra potenziale applicazione è come rivestimenti nell'ambito della prevenzione e del controllo della corrosione. "I comuni rivestimenti anticorrosivi contengono una grande quantità di zinco (dal 70 all'80% in peso), e queste particelle non solo servono da catodo corrodendosi per proteggere la struttura del ferro ma anche per mantenere una conduttività adeguata per il processo elettrochimico, " Wu ha sottolineato. "Se il nostro aerogel 3-D PPy potesse costruire una rete di conduttività in questo tipo di rivestimento, la perdita di particelle di zinco potrebbe essere rapidamente ridotta."

Il team sta ora portando avanti il ​​proprio lavoro perseguendo un sistema 3-D PPy/PEDOT (poli(3, 4-etilendiossitiofene) assorbitore elettromagnetico. "Il nostro obiettivo è far crescere particelle PEDOT polimerizzate allo stato solido nei fori dell'aerogel 3-D PPy formato da catene PPy, "Ha aggiunto Wu.