Новый композитный материал для снижения уровня электромагнитных помех создали ученые лаборатории электромагнитной совместимости УрФУ (Уральский федеральный университет) с коллегами из лаборатории структурно-химической модификации полимеров Института технической химии УрО РАН и из Румынии. Разработка позволяет существенно уменьшить влияние электромагнитного излучения на технику, сообщила пресс-служба УрФУ.
Разработка создана с использованием АБС-пластика, а проводящими наполнителями стали углеродные и магнитные материалы. Отмечается, что новый материал позволяет снизить мощность помехового электромагнитного излучения до 10 тыс. раз.
Подготовка образцов АБС с функциональными наполнителямиИзображение: MDPI, Polymers
«В качестве наполнителя нами был выбран магнетит — один из видов оксида железа — и углеродные волокна длиной 3–5 мм. Введение обоих компонентов в АБС-пластик многократно увеличивает электропроводность материала, но ухудшает термическую стабильность. Для улучшения способности композита сохранять свои свойства при повышении температуры мы подобрали оптимальный объем наполнителя с 2,5% по массе. Были задействованы разнообразные установки для исследования как физико-механических, так и электродинамических свойств материалов, причем некоторые установки были разработаны членами научного коллектива и не имеют аналогов в России», — рассказал один из авторов исследования, ведущий инженер лаборатории электромагнитной совместимости УрФУ Виктор Чечёткин.
Во время появления первых мобильных телефонов входящий звонок можно было предугадать по характерному гулу в музыкальных колонках. Такая «проницательность» колонок объясняется электромагнитными помехами, которые не видны глазу и появляются раньше, чем проходит сам звонок. Однако не только искусственные источники вроде сотовых сетей вызывают помехи. Причиной могут стать и молнии, магнитные поля Земли или космические шумы. В любом случае помехи нарушают нормальную работу электрических устройств, поэтому важной задачей становится снижение их уровня.
Для защиты от электромагнитного излучения на технику устанавливают экраны — как правило, металлические. К их минусам специалисты относят большой вес, низкую способность сопротивляться коррозии и сложность в изготовлении образцов необычной формы. Однако самая большая проблема, по словам ученых, кроется в механизме работы металлических экранов: они отражают излучение, а не поглощают его.
Альтернатива металлам — композитные (состоящие из нескольких слоев) материалы на основе полимеров — длинных цепочек одинаковых фрагментов. В качестве наполнителя выбирают вещества, проводящие ток и, как следствие, поглощающие помехи, а на роль оболочки, напротив, берут диэлектрики, поэтому излучение остается внутри композита, подчеркнули специалисты.
Сегодня перед научным коллективом стоит задача отработать технологию промышленного производства композитного материала. Описание и результаты работы ученых представлены в журнале Polymers.