طراحی نانوساختار‌های آئروژلی؛ راهکاری نوین برای جذب امواج مایکروویو

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما ، پژوهشگران دانشگاه ولی‌عصر رفسنجان، دانشگاه صنعتی سیرجان و همکاران بین‌المللی آنها در فرانسه، با طراحی و ساخت آئروژل‌های نانوساختار چندجزئی موفق شدند جاذب‌های فوق‌پهن‌باندی برای امواج مایکروویو تولید کنند. این دستاورد نانویی می‌تواند در صنایع الکترونیک، مخابرات و فناوری‌های نوین کاربرد گسترده‌ای داشته باشد.

آلودگی الکترومغناطیسی یکی از چالش‌های مهم عصر دیجیتال است؛ امواجی که در اطراف ما حضور دارند و گاه سبب اختلال در عملکرد دستگاه‌های حساس می‌شوند. به همین دلیل، ساخت مواد جاذب امواج مایکروویو (MAMs) در سال‌های اخیر به یکی از موضوعات پرطرفدار در علم مواد تبدیل شده است.

در همین راستا، تیمی از پژوهشگران ایرانی و فرانسوی موفق به تولید آئروژل‌های نوینی شدند که توانایی بالایی در جذب و کاهش این امواج دارند. این گروه با ترکیب نانوذرات اکسید آهن مغناطیسی (Fe₃O₄)، اکسید نیکل کبالت (NiCo₂O₄)، پلی‌آنیلین (PANI) و گرافن کاهش‌یافته نیتروژنه (NRGO) و با بهره‌گیری از روش‌های هیدروترمال و پلیمریزاسیون درجا، موفق شدند جاذب‌هایی بسیار سبک، متخلخل و کارآمد تولید کنند.

نتایج نشان داد این آئروژل‌های نانوساختار قادرند در ضخامت تنها ۲ میلی‌متر، بیش از ۹۰ درصد امواج مزاحم را در بازه فرکانسی بسیار وسیعی (۱۳/۳ گیگاهرتز) جذب کنند. همچنین، بازتاب منفی این مواد به ۴۱/۸- دسی‌بل در فرکانس ۱۶/۷ گیگاهرتز رسید که رکوردی قابل توجه به شمار می‌رود.

ویژگی کلیدی این مواد، طراحی چندمقیاسی و ساختار متخلخل آنهاست. این معماری نانویی باعث می‌شود مکانیزم‌های مختلفی مانند اتلاف مغناطیسی، اتلاف دی‌الکتریکی و اتلاف رسانشی به‌طور هم‌زمان فعال شده و جذب امواج به حداکثر برسد. گرافن و پلی‌آنیلین نیز با ایجاد شبکه‌های رسانا، نقش مهمی در تخلیه انرژی امواج ایفا می‌کنند.

این فناوری نانویی می‌تواند در آینده نزدیک برای بهبود کیفیت شبکه‌های مخابراتی، افزایش ایمنی و پایداری تجهیزات الکترونیکی، ارتقای عملکرد اینترنت پرسرعت و حفاظت از دستگاه‌های صنعتی حساس به کار گرفته شود.

بنابر اعلام ستاد توسعه فناوری نانو، پژوهشگران تاکید کردند ادامه این تحقیقات می‌تواند زمینه‌ساز تجاری‌سازی این مواد و استفاده گسترده آنها در صنایع پیشرفته شود.