پژوهشگران با ترکیب نانوذرات مغناطیسی و نانولوله‌های کربنی، ماده‌ای سبک و انقلابی ساختند که بیشتر امواج الکترومغناطیسی را جذب می‌کند در حالی که ضخامت آن ۳.۵ میلی‌متر است! این نانوکامپوزیت می‌تواند گجت‌های آینده را از آسیب امواج مضر نجات دهد و تحولی در صنایع مخابراتی و پزشکی ایجاد کند.
ساخت جاذب امواج الکترومغناطیسی در ضخامتی کمتر از ۴ میلی‌متر
در مقاله‌ای جدیدی که در مجله Scientific Reports منتشر شده، پژوهشگران موفق به سنتز نانوکامپوزیتی متشکل از نانوذرات FeNi₃-NiFe₂O₄-SiO₂ و نانولوله‌های کربنی چنددیواره (MWCNT) شدند. این ماده با قابلیت جذب و دفع امواج الکترومغناطیسی (EMI)، گامی بلند در توسعه مواد سبک‌وزن و کارآمد برای صنایع مخابراتی، تجهیزات پزشکی و فناوری‌های ریزموج محسوب می‌شود.
با گسترش فناوری‌های الکترونیکی، مشکل تداخل امواج الکترومغناطیسی (EMI) به چالشی جهانی تبدیل شده است. مواد رایج مانند فلزات، اگرچه محافظتی نسبی ایجاد می‌کنند، اغلب سنگین، غیرقابل انعطاف و ناکارآمد در محیط‌های پیچیده هستند. در این مطالعه، پژوهشگران با ترکیب نانوذرات مغناطیسی-سرامیکی FeNi₃-NiFe₂O₄-SiO₂ (با قابلیت جذب بالا) و نانولوله‌های کربنی چندجداره (MWCNT)، ماده‌ای ساختند که همزمان سبک، بادوام و با عملکرد برتر است.
نانوذرات FeNi₃-NiFe₂O₄-SiO₂ با روش همرسوبی و با استفاده از پیش‌ماده‌های سولفات نیکل و آهن سنتز شدند. پس از تنظیم pH محیط به ۱۰ با افزودن هیدروکسید سدیم، از هیدرازین هیدرات به عنوان عامل احیاء‌کننده و تترا اتیل اورتوسیلیکات (TEOS) برای تشکیل پوشش سیلیس استفاده شد. نانوذرات سنتز شده سپس با نانولوله‌های کربنی چندجداره ترکیب و ویژگی‌های ساختاری آن‌ها با روش‌های پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی میدان گسیل (FESEM) و طیف‌سنجی رامان بررسی شدند.
اندازه و شکل نانوذرات: ذرات سنتز شده به شکل کروی با میانگین قطر ۱۰ نانومتر، به صورت یکنواخت روی سطح نانولوله‌های کربنی توزیع شدند.
رسانایی و محافظت: افزودن نانولوله‌های کربنی چندجداره رسانایی الکتریکی را تا ۸ برابر افزایش داد و به اثربخشی محافظتی ۲۵.۲۹ دسی‌بل در ضخامت ۳.۵ میلی‌متر رسید. این مقدار برای جذب ۹۹.۹٪ امواج الکترومغناطیسی کافی است.
عملکرد دوگانه: محافظت از طریق جذب (به دلیل خاصیت فرومغناطیسی نانوذرات) و انعکاس (ناشی از رسانایی بالای نانولوله‌ها) انجام می‌شود.
این نانوکامپوزیت به دلیل سبکی و مقاومت در برابر حرارت، گزینه‌ای ایده‌آل برای استفاده در پوشش‌های محافظ تجهیزات حساس نظامی، پردازنده‌های رایانه‌ای و دستگاه‌های تصویربرداری پزشکی است. پژوهشگران اعلام کردند که بهینه‌سازی فرایند سنتز و آزمایش این ماده در بازه‌های فرکانسی گسترده‌تر، از اهداف آتی این تیم است.
