Den elektromagnetiska strålningen som släpps ut av elektronisk utrustning och anordningar är känd för att hindra deras smidiga funktion. Konventionella material som används idag för att skydda mot inkommande elektromagnetiska vågor tenderar att vara metallplåt eller kompositer, som förlitar sig på reflektion som en avskärmningsmekanism.

Men nu, material som grafen aerogeler får dragkraft som mer önskvärda alternativ eftersom de fungerar som elektromagnetiska absorberare. De förväntas allmänt förbättra energilagring, sensorer, nanoelektronik, katalys och separationer, men grafen aerogeler är oöverkomligt dyra och svåra att producera för storskaliga applikationer på grund av de komplicerade renings- och funktionaliseringsstegen som är involverade i deras tillverkning.

Så ett team av forskare i Kina bestämde sig för att designa ett billigare material med egenskaper som liknar en grafenairgel - vad gäller dess konduktivitet, liksom en lätt, rostskydd, porös struktur. I journalen Tillämpad fysikbokstäver , forskarna beskriver det nya materialet de skapat och dess prestanda.

Aming Xie, en expert på organisk kemi, och Fan Wu, båda anslutna till PLA University of Science and Technology, arbetade med kollegor vid Nanjing University of Science and Technology för att utnyttja organisk kemi och genomföra polymerer för att tillverka en tredimensionell (3-D) polypyrrol (PPy) aerogelbaserad elektromagnetisk absorber.

De valde att koncentrera sig på denna metod eftersom den gör det möjligt för dem att "reglera densiteten och dielektriska egenskaperna hos ledande polymerer genom bildning av porer under oxidationspolymerisationen av pyrrolmonomeren, "förklarade Wu.

Och tillverkningsprocessen är enkel. "Det kräver bara fyra vanliga kemiska reagenser:pyrrol, järnklorid (FeCl3), etanol och vatten-vilket gör det tillräckligt billigt och möjliggör storskalig tillverkning, "Wu sa." Vi kan också hälla FeCl3-lösningen direkt i pyrrollösningen-inte droppvis-för att tvinga pyrrolen att polymerisera till en 3D-aerogel snarare än PPy-partiklar. "

Kortfattat, lagets 3D-PPy-aerogel är utformad för att uppvisa "önskvärda egenskaper som en porös struktur och låg densitet, "Noterade Wu.

Bortom det, dess elektromagnetiska absorptionsprestanda - med låg förlust - visar stort löfte. "Vi tror att ett" brett "absorptionsintervall är mer användbart än hög absorption inom en frekvens, "Sade Wu. Jämfört med tidigare verk, lagets nya aerogel har lägsta tillägg och bredaste effektiva bandbredd -med en reflektionsförlust under -10 decibel.

När det gäller ansökningar, baserat på kombinationen av lågt tillägg och en "bred" effektiv bandbredd, forskarna förväntar sig att se sin 3D-PPy-aerogel som används i ytbeläggningar för flygplan.

En annan potentiell tillämpning är som beläggningar inom området för förebyggande och kontroll av korrosion. "Vanliga antikorrosionsbeläggningar innehåller en stor mängd zink (70 till 80 viktprocent), och dessa partiklar fungerar inte bara som en katod genom att korrodera för att skydda järnstrukturen utan också för att upprätthålla en lämplig konduktivitet för elektrokemiprocessen, "Wu påpekade." Om vår 3D-PPy-aerogel skulle kunna bygga ett konduktivitetsnätverk i denna typ av beläggning, förlusten av zinkpartiklar kan snabbt minskas. "

Teamet tar nu sitt arbete ett steg längre genom att bedriva en 3D-PPy/PEDOT-baserad (poly (3, 4-etylendioxitiofen) elektromagnetisk absorberare. "Vårt mål är att odla solid-state polymeriserade PEDOT-partiklar i hålen på 3D-PPy-aerogel som bildas av PPy-kedjor, "Tillade Wu.