Biomimetický nanoaerogel je nejlehčí materiál pro elektromagnetické stínění  
Novým řešením chronického problému se stíněním elektromagnetických vln by se mohl stát ultralehký a vysoce porézní hybridní aerogel, tvořený nanovlákny celulózy a nanodrátky stříbra, případně nanoplátky karbidu titanu. Výsledný materiál napodobuje buněčné stěny a mohl by se stát průlomem ve vývoji elektroniky.

Dnešní realita je doslova prosáklá elektromagnetickými vlnami. Vývojáři elektronických zařízení stráví hodně času tím, že vymýšlejí, jak elektromagnetické záření odstínit. Nějaké možnosti jsou, ale ty stávající, obvykle založené na kovech, jsou poněkud nepraktické a mají řadu nevýhod.

 

Gustav Nyström. Kredit: EMPA.
Gustav Nyström. Kredit: EMPA.

Gustav Nyström ze švýcarského centra Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology (EMPA) a jeho kolegové vyvinuli nový pozoruhodný materiál, který úspěšně blokuje široké rozmezí frekvencí elektromagnetického záření. Jde o materiál založený na aerogelu a podle všeho jde o daleko nejlehčí materiál vůbec, který je schopný slušně stínit elektromagnetické vlny.

 

Důkladné stínění elektromagnetických vln v elektronických zařízeních může být v řadě případů zásadní pro udržení jejich výkonu. Pokud takové stínění schází, tak elektromagnetické záření může ovlivňovat přenos signálu nebo třeba funkčnost některých elektronických komponent. Tvůrci elektronických zařízení to v nutných případech řeší kovovým plátkem. Ten ale zrovna neprospívá váze dotyčného zařízení a může komplikovat celý design takového produktu.

 

EMPA, logo.
EMPA, logo.

Tým centra EMPA se proto pustil do výzkumu alternativních materiálů, které by mohly přinést lehčí a praktičtější řešení. Pátrání je přivedlo k nanovláknům celulózy, pocházejícím ze dřeva. Tato nanovlákna Nyström a jeho tým zkombinovali s nanodrátky stříbra, aby vznikl velmi lehký a vysoce porézní aerogel, jehož hustota je pouhých 1,7 miligramu na centimetr krychlový. Přesto dotyčný nanoaerogel podle svých tvůrců poskytuje excelentní stínění proti elektromagnetickému záření. Uspořádání nanovláken celulózy napodobuje strukturu celulózy v buněčné stěně, takže jde o biomimetický materiál.

 

Efekt stínění v novém aerogelu zařídí nanovlákna celulózy a nanodrátky stříbra. Významnou roli ale hraje i porézní povaha aerogelu. Když se elektromagnetické záření dostane k pórům, tak dojde k vytvoření sekundárních elektromagnetických polí, které svým působením ruší působení stíněného elektromagnetického záření.

 

Kombinovaný vliv složení aerogelu a jeho struktury odstíní prakticky veškeré elektromagnetické záření v rozsahu 8 až 12 GHz, což jsou frekvence, které využívají radary s vysokým rozlišením. To leccos napovídá o možných aplikacích takového materiálu. Podobné hybridní aerogely jsou velmi slibné a podle všeho je čeká zajímavá budoucnost. Vlastnosti aerogelu lze ještě podle potřeby upravit změnou jeho porozity, množství nanodrátků stříbra nebo třeba tloušťky. A také jeho složení. Nyströmův tým dosáhl rekordně nízké hmotnosti svého aerogelu tak, že vyměnili nanodrátky stříbra za nanoplátky karbidu titanu. O takových aerogelech nepochybně ještě uslyšíme.

 

Literatura

EMPA 2. 7. 2020.

ACS Nano 14: 2927–2938.

Datum: 06.07.2020
Tisk článku

Jak je lehká geometrie ? pracovní sešit pro 5.ročník - Rosecká Zdena
 
 
cena původní: 32 Kč
cena: 32 Kč
Jak je lehká geometrie ? pracovní sešit pro 5.ročník
Rosecká Zdena

Diskuze:

Žádný příspěvek nebyl zadán



Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace