El nanocompuesto derivado del coco tiene capacidades de absorción de microondas

El nanocompuesto derivado del coco tiene capacidades de absorción de microondas


En un artículo impreso en la revista carbónla cáscara de coco, un residuo típico de la biomasa, se mezcla con partículas magnéticas para producir un nanocompuesto absorbente de microondas de alta calidad.

El nanocompuesto derivado del coco tiene capacidades de absorción de microondas​​​​​​

​​​​​​​Estudio: Propiedades de absorción de ondas electromagnéticas de nanocompuestos derivados de cáscara de coco. Crédito: EVANATTOZA/Shutterstock.com

Importancia de los materiales de protección y absorción EM​​​​​​

Con los avances en la tecnología de comunicación inalámbrica, numerosos dispositivos electrónicos ofrecen aplicaciones útiles en la vida cotidiana. Al mismo tiempo, esto conduce a la existencia de una radiación electromagnética muy concentrada y aumentada. La radiación intensa, especialmente en el espectro de frecuencias de 2 a 18 GHz, puede provocar problemas importantes, como ruido en el canal, interrupciones en las telecomunicaciones y peligros para la salud.

Para minimizar estos efectos negativos, se deben utilizar materiales de protección contra interferencias electromagnéticas y materiales de absorción electromagnética. Si bien las tecnologías de blindaje EMI protegen los componentes electrónicos en el interior, existen efectos adicionales en el exterior.

Para eliminar completamente este problema, se han hecho esfuerzos para producir una variedad de sustancias absorbentes de microondas. Anteriormente, los investigadores utilizaron ensamblaje electrostático para crear un núcleo-carcasa [email protected] Aleación. Las partículas magnéticas mejoraron significativamente el rendimiento de absorción. De hecho, los materiales absorbentes de microondas deben funcionar de manera consistente durante largos períodos de tiempo, lo que requiere que sean livianos y resistentes a ambientes corrosivos.

eficacia de los materiales de carbono

Los materiales de carbono han atraído mucho interés en el campo de la absorción de microondas debido a sus propiedades excepcionales, que incluyen ligereza, buena conductividad y la facilidad con la que se pueden formar en nanoestructuras únicas. Por ejemplo, las fibras de carbono, el óxido de grafeno reducido y los nanotubos de carbono (CNT) se consideran materiales de absorción de microondas particularmente prometedores para su uso.

Los materiales a base de carbono se pueden incorporar en nanoestructuras específicas, mejorando la capacidad de pérdida dieléctrica debido a una mayor polarización interfacial. Sin embargo, la producción de materiales absorbentes de microondas típicos a base de carbono a menudo implica procesos sintéticos complejos con un consumo de energía significativo, como p. B. deposición electroquímica, evaporación de disolventes y separación de fases.

Estos procesos a menudo requieren el uso de recursos naturales costosos y peligrosos que tienen más probabilidades de causar un daño ambiental significativo. En consecuencia, se debe optimizar el suministro de materiales de carbono y el proceso de fabricación. Como resultado, se pueden crear nuevos materiales absorbentes de microondas basados ​​en carbono con capacidades mejoradas de absorción de microondas usando técnicas menos costosas, más eficientes y reutilizables.

La biomasa y sus ventajas

La biomasa es un recurso natural abundante, limpio y renovable. La idea de convertir la biomasa residual en compuestos de absorción de microondas de alto rendimiento también está en línea con la idea de sostenibilidad ambiental. En general, la biomasa se puede utilizar simplemente como materia prima en la fabricación de un compuesto a base de biomasa, o se puede convertir en carbono y utilizar como biopolímero.

La biomasa a menudo contiene patrones de porosidad inusuales que ayudan en el transporte de agua y otros minerales a lo largo de la vida vegetal. Estas propiedades son ventajosas para producir carbono a partir de biomasa con una variedad de nanoestructuras y amplias áreas de superficie. La estructura porosa del material puede manejar eficientemente la absorbencia.

Limitaciones de biomasa

Debido a la abundancia de grupos funcionales de superficie de la biomasa fresca, la modificación de la superficie del carbono derivado de la biomasa es bastante sencilla. No obstante, existe un problema significativo con el uso de nanotubos derivados de biomasa como material absorbente de microondas. La mayor conductividad eléctrica del material de carbono puro ayuda a dispersar las ondas de radiación internas, pero también provoca un desequilibrio entre los materiales de carbono y el espacio abierto.

Se pueden agregar otros materiales absorbentes de microondas, incluidas nanopartículas magnéticas y propiedades dieléctricas, a la superficie de las láminas de grafeno para resolver este problema. El proceso hidrotermal se ha utilizado para producir compuestos C/CoNi a partir de fibras de bambú. Se formaron nanopartículas redondas de cobre y níquel uniformemente en la superficie de las fibras de bambú excitadas. La permeación aumentó significativamente y el nanocompuesto tenía un RLMínimo de -75,19 dB a 11,12 GHz.

Los materiales magnéticos pueden mejorar eficientemente la permeabilidad comparable. Además, ciertas biomasas se subutilizan, como la practicidad de las cáscaras de coco, que a menudo se pasan por alto. Uno puede intentar convertirlos en materiales utilizables.

En este estudio se preparó un nuevo nanocompuesto de cáscara de coco (CS), biomasa típica de residuos agrícolas no descritos previamente como material absorbente de microondas, como un material absorbente de microondas económico y compacto mediante un proceso de calcinación hidrotermal. El proceso de preparación fue bastante sencillo, lo que lo hizo no solo asequible sino también fácil de publicitar a gran escala.

Resultados de la investigacion

La cáscara de coco, un subproducto agrícola típico, se transformó en un nanocompuesto de carbono económico como material absorbente de microondas en este estudio. Los nanomateriales consistían en una matriz de carbono multicapa con nanocristales de Fe/Fe3C magnetizados modelados en la parte superior después del proceso hidrotermal y la descomposición.

En términos de absorción de microondas, PMCS superó significativamente a los materiales comparables actuales. En general, la investigación propuso un proceso novedoso para convertir la biomasa en materiales absorbentes de microondas ultraligeros, finitos y de alta calidad a base de carbono.

referencia

Yang S, Sun X, Wang S, Ning Y y Yuan Y (2022). Propiedades de absorción de ondas electromagnéticas de nanocompuestos derivados de cáscara de coco. carbón. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.05.016

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